incidencia de síntomas respiratorios agudos en niños menores de 7

INCIDENCIA DE SÍNTOMAS RESPIRATORIOS AGUDOS EN NIÑOS MENORES
DE 7 AÑOS Y SU ASOCIACIÓN CON NIVELES DE OZONO TROPOSFÉRICO
EN LA ZONA CENTRO DE BUCARAMANGA:
JULIO DE 2.007 A JUNIO DE 2.008
SANDRA MILENA RODRÍGUEZ SANTAMARÍA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE QUÍMICA
ESPECIALIZACIÓN EN QUÍMICA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2012
1
INCIDENCIA DE SÍNTOMAS RESPIRATORIOS AGUDOS EN NIÑOS MENORES
DE 7 AÑOS Y SU ASOCIACIÓN CON NIVELES DE OZONO TROPOSFÉRICO
EN LA ZONA CENTRO DE BUCARAMANGA:
JULIO DE 2.007 A JUNIO DE 2.008
SANDRA MILENA RODRÍGUEZ SANTAMARÍA
BACTERIÓLOGA Y LABORATORISTA CLÍNICO
Monografía Presentada Como Requisito Para Optar Al Título De
ESPECIALISTA EN QUÍMICA AMBIENTAL
Directora
LAURA ANDREA RODRÍGUEZ VILLAMIZAR,
MD, MSC
Profesora Dpto Salud Pública
ESCUELA DE MEDICINA - FACULTAD DE SALUD
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE QUÍMICA
ESPECIALIZACIÓN EN QUÍMICA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2012
2
3
4
DEDICATORIA
A Dios por concederme este nuevo logro
A mis padres y hermano por apoyarme en todos mis proyectos
A mi esposo e hija, son el motor de mi vida
5
AGRADECIMIENTOS
Dra. Laura Andrea Rodríguez Villamizar, por darme la oportunidad de realizar este
trabajo, por su paciencia y amistad.
A mis profesores por el mundo maravilloso de nuevos conocimientos compartidos
durante la especialización.
A mis compañeros por su amistad.
6
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN
16
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
18
3. OBJETIVOS
23
3.1 OBJETIVO GENERAL
23
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
23
4. MARCO REFERENCIAL
24
4.1
24
CONTAMINACIÓN Y CONTAMINANTES DEL AIRE
4.1.1 Monóxido de carbono (CO)
25
4.1.1.1 Efectos sobre la salud
25
4.1.2 Óxidos de Nitrógeno (NOx)
26
4.1.2.1 Efectos sobre la salud
27
4.1.3 Óxidos de azufre (SOx)
28
4.1.3.1 Efectos sobre la salud
28
4.1.4 Material particulado
30
4.1.4.1 Efectos sobre la salud
31
4.1.5 Ozono troposférico
32
4.1.5.1 Efectos sobre la salud
34
4.2 FUENTES DE CONTAMINACIÓN
35
4.2.1 Contaminantes emitidos por los automotores
35
4.2.2 Calefacciones domésticas
36
4.2.3 Calderas industriales de generación de calor
36
4.2.4 Contaminantes emitidos por la industria
37
4.3 NIVELES MUNDIALES DE CONTAMINACION DEL AIRE
38
4.4 EFECTOS ADVERSOS DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA EN LA
SALUD DE LOS NIÑOS
40
4.4.1 Mortalidad
41
4.4.2 Los efectos adversos en el embarazo
41
7
4.4.3 Aumento del riesgo de defectos de nacimiento
42
4.4.4 Efectos adversos en la salud respiratoria
42
4.4.5 Ausentismo escolar
43
4.4.6 Alteración de la inmunidad
44
4.4.7 Aumento del riesgo de raquitismo por deficiencia de la vitamina D
44
4.4.8 Los efectos de la mejoría en la calidad del aire sobre la salud infantil
45
5. ESTADO DEL ARTE OZONO TROPOSFERICO
46
5.1 DESCRIPCION DE LOS DAÑOS CAUSADOS EN EL SISTEMA
RESPIRATORIO
46
5.1.1 Efectos bioquímicos del ozono troposférico
47
5.1.2 Efectos morfológicos del ozono troposférico
48
5.1.3 Inflamación y cambios de permeabilidad en el tracto respiratorio
49
5.1.4 Efectos en la función pulmonar
50
5.2 OZONO TROPOSFÉRICO Y DAÑO CARDIOVASCULAR
53
6. DISEÑO METODOLÓGICO
54
6.1 TIPO DE ESTUDIO
54
6.2 POBLACIÓN
54
6.3 TAMAÑO DE LA MUESTRA
54
6.4 SELECCIÓN DE ZONAS DE ESTUDIO
55
6.5 RECOLECCIÓN Y MANEJO DE LA INFORMACIÓN
55
6.5.1 Criterios de Inclusión
55
6.5.2 Criterios de Exclusión
55
6.6 PLAN DE RECOLECCIÓN
56
6.7 PLAN DE ANÁLISIS
56
6.7.1 Variables cuantitativas
56
6.7.2 Variables cualitativas
56
6.8 CONSIDERACIONES ÉTICAS
59
7. RESULTADOS
60
8. DISCUSIÓN
65
9. CONCLUSIONES
72
8
10. RECOMENDACIONES
73
11. BIBLIOGRAFIA
74
ANEXOS
86
9
LISTA DE CUADROS
Pág.
Cuadro 1 Rangos de concentraciones medias anuales de PM10, NO2, SO2 y
un promedio para diferentes regiones de ozono troposferico, (µg/m3)
38
Cuadro 2 Descripción de variables
56
Cuadro 3 Distribución en porcentaje de características sociodemográficas de la
población de los niños menores de 7 años a los cuales se les hizo seguimiento
en la zona Centro de Bucaramanga, 2.007-2.008
60
Cuadro 4 Promedios de los valores obtenidos para los monitores de los
contaminantes ambientales, Bucaramanga 2.007- 2.008
61
Cuadro 5 Promedios de los valores obtenidos en los monitores de las variables
meteorológicas realizados en la zona centro, Bucaramanga 2.007-2.008.
62
Cuadro 6 Promedio diario de los síntomas que presentaron los niños menores
de 7 años, Bucaramanga 2.007-2.008.
62
Cuadro 7 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de
Spearman) para análisis de correlación del ozono troposférico y los síntomas
respiratorios que presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga
2007-2.008
63
Cuadro 8 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de
Spearman) para análisis de correlación del ozono troposférico y variables
meteorológicas que presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga
2007-2.008
63
Cuadro 9 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de
Spearman) para análisis de correlación del ozono troposférico y contaminantes
atmosféricos que presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga
2007-2.008
64
Cuadro 10 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de
Spearman) para analizar la correlación de contaminantes atmosféricos y
10
síntomas respiratorios que presentaron los niños menores de 7 años,
Bucaramanga 2007-2.008
64
11
LISTA DE ANEXOS
Pág.
ANEXO 1 NORMAS LOCALES DE CALIDAD DEL AIRE CALCULADAS
SEGÚN RESOLUCIÓN 601 DE 2006 PARA LA CIUDAD DE
BUCARAMANGA
87
ANEXO 2 ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE DEL ÁREA METROPOLITANA DE
BUCARAMANGA (IBUCA) ES UN INDICADOR QUE PERMITE ESTABLECER
CÓMO SE ENCUENTRA LA CALIDAD DEL AIRE EN LA CIUDAD CON
RESPECTO A LOS LÍMITES LOCALES RELACIONANDO LAS
IMPLICACIONES QUE PUEDE TENER EN LA SALUD HUMANA
88
ANEXO 3 ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE IBUCA EN LA ZONA CENTRO DE
BUCARAMANGA, 2.007
89
ANEXO 4 ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE IBUCA EN LA ZONA CENTRO DE
BUCARAMANGA, 2.008
90
ANEXO 5 PROMEDIOS MENSUALES DE CONTAMINANTES
ATMOSFÉRICOS Y VARIABLES METEOROLÓGICAS MONITOREADOS
EN LA ESTACIÓN CENTRO DE BUCARAMANGA, 2.007
91
ANEXO 6 PROMEDIOS MENSUALES DE CONTAMINANTES
ATMOSFÉRICOS Y VARIABLES METEOROLÓGICAS MONITOREADOS
EN LA ESTACIÓN CENTRO DE BUCARAMANGA, 2.008
12
92
GLOSARIO
Contaminación atmosférica: Presencia en la atmósfera de sustancias en una
cantidad que implique molestias o riesgo para la salud de las personas y de los
demás seres vivos.
Contaminante criterio: Son contaminantes del aire que se han identificado como
perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos, son objeto de
evaluaciones publicadas en documentos de calidad del aire con el objetivo de
establecer niveles permisibles que protegieran la salud, el medio ambiente y el
bienestar de la población.
Emisión atmosférica: Es el vertido de determinadas sustancias a la atmósfera.
Incidencia: Es el número de casos nuevos de una enfermedad en una población
determinada y en un periodo determinado.
Inmisión: Es la transferencia de contaminantes del aire desde la atmósfera libre a
un receptor tal como un ser humano.
Ozono troposférico: es un gas incoloro y muy irritante creado por reacciones
fotoquímicas entre los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles
producidos en buena medida por la quema de combustible, vapores de gasolina y
solventes químicos.
Síntomas respiratorios: En medicina, la referencia subjetiva que da un enfermo
por la percepción o cambio que reconoce como anómalo, o causado por un estado
patológico o enfermedad relacionado con el sistema respiratorio.
13
RESUMEN
TÍTULO: INCIDENCIA DE SÍNTOMAS RESPIRATORIOS AGUDOS EN NIÑOS MENORES DE 7
AÑOS Y SU ASOCIACIÓN CON NIVELES DE OZONO TROPOSFÉRICO EN LA ZONA CENTRO
DE BUCARAMANGA: JULIO DE 2.007 A JUNIO DE 2.008 ∗
AUTOR: Sandra Milena Rodríguez Santamaría ∗∗
PALABRAS CLAVE. Ozono troposférico, síntomas respiratorios, contaminación atmosférica,
Bucaramanga.
Antecedentes. Un estudio previo en Bucaramanga mostro asociación entre material particulado
fracción respirable inferior a 10 micras (PM(10)) y presencia de síntomas respiratorios en niños,
surge la hipótesis si los niveles ambientales de ozono troposférico está asociada con la presencia
de síntomas respiratorios en niños sanos menores de siete años.
Métodos. Análisis secundario de datos de un estudio observacional analítico tipo cohorte
prospectiva, en menores de 7 años, residentes en zonas de la ciudad de niveles diferentes de
contaminación atmosférica por ozono troposférico. En el estudio original se evaluaron los síntomas
respiratorios de asma con el cuestionario ISAAC. Se uso estadísticas no paramétricas (coeficiente
de correlación de Spearman) para determinar la correlación entre ozono y síntomas respiratorios.
Resultados. Participaron 384 niños, con edad media de 43 meses. Dentro de las correlaciones
encontradas entre síntomas y ozono troposférico este se asoció significativamente con síntomas
totales (-11,9%), asfixia (-11,9%), lagrimeo (-15,1%), estornudo (-12,5%) y consulta médica (15,7%) pero de forma negativa. En cuanto a los síntomas se muestra que el síntoma predominante
en los niños menores de 7 años fue el estornudo con una media de 29,9 eventos mientras que el
de menor frecuencia fue la asfixia con una media de 0,8 eventos.
Conclusión. Existe una relación indirecta entre la presencia de ozono troposférico y los síntomas
respiratorios; lo que permite ubicarlo como un factor predisponente en la aparición de estos
síntomas en la población infantil menor de 7 años.
∗
Monografía
Universidad Industrial de Santander. Facultad de Ciencias, Escuela de Química, Especialización
en Química Ambiental. Directora. Dra. Laura Andrea Rodríguez Villamizar.
∗∗
14
ABSTRACT
TÍTLE: IMPACT OF ACUTE RESPIRATORY SYMPTOMS IN CHILDREN UNDER 7 YEARS OF
AGE AND ITS ASSOCIATION WITH TROPOSPHERIC OZONE LEVELS IN THE DOWNTOWN
AREA OF BUCARAMANGA: JULY, 2.007 TO JUNE, 2.008 ∗
AUTHOR: Sandra Milena Rodríguez Santamaría ∗∗
KEY WORDS. Tropospheric Ozone, respiratory symptoms, Air pollution, Bucaramanga.
Background. A previous research study, done in Bucaramanga, showed an association between
particulate material breathable fraction less than 10 microns (PM(10)) and the presence of
respiratory symptoms in children. Consequently, the hypothesis which says that the environmental
levels of Tropospheric ozone are associated with the presence of respiratory symptoms in healthy
children under the age of seven was proposed.
Methods. Secondary Analysis of data from an observational and analytical study prospective cohort
type, in children under 7 years, who lived in urban areas with different levels of air pollution caused
by Tropospheric ozone. In the original study, the respiratory symptoms of asthma were evaluated
with the ISAAC questionnaire. Non-parametric statistics (Spearman correlation coefficient) were
used to determine the correlation between ozone and respiratory symptoms.
Results. Participants included 384 children, with an average age of 43 months. Within the
correlations found between symptoms and Tropospheric ozone, the latter was significantly
associated with total symptoms (-11.9 % ), asphyxia (-11.9 % ), tearing (-15.1) ,non % ), sneezing (12.5 %) and medical consultation (- 15.7 %) but in a negative way. In terms of symptoms it is shown
that the predominant symptom in children younger than 7 years was sneezing with an average of
29.9 events while the lower-frequency was asphyxia with an average of 0.8 events.
Conclusion. There is an indirect relationship between the presence of Tropospheric ozone and
respiratory symptoms, which turns it into a predisposing factor in the emergence of these symptoms
in the child population under age 7.
∗
Monograph
∗∗Universidad Industrial de Santander Faculty of science, Chemistry Department, Specialization in
Environmental Chemistry. Director: Dra. Laura Andrea Rodríguez Villamizar.
15
1. INTRODUCCIÓN
El aire limpio es uno de los requisitos básicos para la salud humana y el bienestar.
Sin embargo, durante el proceso de desarrollo económico, la contaminación del
aire ha sido y sigue siendo un peligro para la salud en todo el mundo. Las fuerzas
impulsoras de la contaminación del aire incluyen el desarrollo económico, la
urbanización, el consumo de energía, el transporte, así como el aumento de la
población urbana. La exposición a contaminantes del aire es un problema de
creciente preocupación debido a la diversidad de los contaminantes en cuestión,
los efectos adversos observados en una amplia gama de niveles de contaminación
atmosférica, y el gran número de personas en riesgo. Los efectos de la
contaminación del aire a veces se puede observar incluso cuando el nivel de
contaminación está por debajo del nivel indicado por las directrices de calidad del
aire. Las personas difieren ampliamente en la predisposición genética y la
respuesta fisiológica a los contaminantes. Los niños pequeños, ancianos,
personas
con
enfermedades
predisponentes,
como
las
enfermedades
cardiovasculares y pulmonares, y los trabajadores de ciertas industrias pueden
estar en mayor riesgo debido a su mayor sensibilidad biológica y a los diferentes
patrones de exposición.
En Bucaramanga la zona centro durante los años 2006-2007 era una de las más
contaminadas, por su congestión y presencia de alto flujo vehicular debido
principalmente al transporte público, con este análisis secundario se busca
principalmente establecer si existió asociación entre la aparición de los síntomas
evaluados en los niños y los niveles de ozono troposférico monitoreados en ese
año. Sin embargo, la evaluación directa de los impactos en la salud de la
contaminación atmosférica en las personas, presenta desafíos significativos,
incluyendo la dificultad y el costo de evaluar con precisión las exposiciones
personales debido a la variación en la exposición y los niveles de contaminación
presentes en los diferentes sitios y entornos frecuentados por las personas.
16
Este análisis es importante para empezar a establecer los impactos de la
contaminación atmosférica en la salud de las personas, proporcionando nuevas
evidencias de la influencia de los contaminantes atmosféricos en el caso
específico del ozono troposférico que den pie a la realización de nuevos estudios
que permitan establecer las verdaderas implicaciones de estas sustancias en las
diferentes enfermedades presentes en la población.
17
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La contaminación atmosférica antropogénica ha venido acompañando al hombre
prácticamente desde hace casi 500 años. El primer caso de efectos severos,
reconocido históricamente fue el ocurrido en Londres en diciembre de 1952, donde
los altos niveles de contaminantes se asociaron con un alarmante incremento en
el número de muertes (alrededor de 4000). Otras ciudades donde se han
presentado altos niveles de contaminantes del aire son: México, Río de Janeiro,
Milán, Ankara, Melbourne, Búfalo, Tokio y Moscú, por nombrar algunas 1.
Por fortuna, la calidad del aire ahora se vigila más por medio de diferentes
metodologías como; sistemas de contención de gases y humos en industrias y
vehículos (filtros, convertidores catalíticos, etc.), optimización de los sistemas
productivos en industrias y adopción de nuevas tecnologías menos contaminantes,
optimizando la capacidad de auto purificación de la atmosfera (elevando la altura
de las chimeneas, modificando la velocidad y temperatura de emisión de gases,
utilizando dispersores de grandes dimensiones), implementando programas de
vigilancia de la calidad del aire y con el desarrollo de técnicas de producción
ambientalmente sostenibles entre otros.
Con los diferentes métodos diseñados para la disminución de la contaminación las
altas concentraciones de contaminantes observadas en los años 60 y 70 ya no se
presentan aunque los problemas de contaminación atmosférica más importantes
de la época fueron por el dióxido de azufre y el material particulado que eran
emitidos fundamentalmente por las industrias y en menor cantidad por las fuentes
urbanas 2. En la actualidad con la invención del automóvil que utiliza combustibles
fósiles se ha originado la presencia de contaminantes provenientes del proceso de
1
ROSALES, JA, et al. Los efectos agudos de la contaminación del aire en la salud de la población:
evidencias de estudios epidemiológicos. En: Salud Pública Mex. 2001. vol. 43, p. 544-55.
2
MARTÍNEZ, H. Contaminación Atmosférica. Cuenca: Ediciones de la Universidad de Castilla-La
Mancha, 2004. 72 p.
18
combustión (monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, óxidos de
azufre y material particulado) lo que ha incrementado el número de contaminantes
presentes en el aire generando que la exposición continua a bajos o moderados
niveles de contaminación por largos periodos de tiempo sea un fenómeno
cotidiano. Por tal motivo ha cobrado una gran importancia determinar los efectos
que se puedan presentar en los diferentes sistemas del cuerpo humano por las
exposiciones a bajas concentraciones de contaminantes, así como los efectos por
exposiciones prolongadas.
La vía de entrada de los contaminantes atmosféricos al organismo es la
inhalatoria, por esta razón es de esperarse que sus primeros efectos sean en las
vías respiratorias.
Las enfermedades del sistema respiratorio son las más
reportadas debido a la exposición de la población a estos compuestos (bronquitis,
enfermedad pulmonar obstructiva crónica, neumonía etc), en cuanto al sistema
cardiovascular se reportan por esta causa arritmias, infartos, etc. En los últimos
años se ha venido estudiando con más detalle a los grupos poblacionales que son
más susceptibles; niños, personas de la tercera edad y asmáticos 3.
La contaminación fotoquímica se refiere principalmente a la contaminación
procedente de las reacciones de los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno,
estimuladas por la luz solar intensa y el incremento de la temperatura. El ozono
troposférico es considerado generalmente como el componente más tóxico de
esta mezcla. Se forma por la acción de la radiación ultravioleta del sol sobre los
óxidos de Nitrógeno y en presencia de compuestos orgánicos volátiles y otros
contaminantes 4.
3
FERRAN, B. Calidad del aire, partículas en suspensión y metales. En: Rev Esp Salud Pública.
2008. vol. 82, p. 447-454.
4
ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD. Guías de calidad del aire relativas al material
particulado, el ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre. Actualización mundial, 2005.
19
Estudios recientes han descrito un número importante de efectos adversos del
ozono troposférico, los más importantes relacionados con el sistema respiratorio,
como disminución de la función pulmonar
5,6
, agravamiento del asma 7,8, aumento
de riesgo de visitas a urgencias 9, de ingresos hospitalarios y, probablemente, un
aumento de riesgo de morir 10,11. Por otro lado, existen algunas evidencias de que
los individuos, especialmente los más jóvenes, con hiperreactividad de vías
aéreas, como los asmáticos, constituyen un grupo más sensible a los efectos del
ozono troposférico.
Hallazgos fundamentales de las Directrices sobre Calidad del Aire de la
Organización Mundial de la Salud (OMS) en la última actualización mundial
realizada en 2005 concluyeron que el ozono troposférico es uno de los
contaminantes atmosféricos que más preocupan en Europa y existen graves
riesgos para la salud derivados de la exposición al material particulado (PM) y al
ozono troposférico (O3) en numerosas ciudades de los países desarrollados y en
desarrollo. Es posible establecer una relación cuantitativa entre los niveles de
contaminación y resultados concretos relativos a la salud como el aumento de la
mortalidad o la morbilidad. Diversos estudios europeos han revelado que la
mortalidad diaria y mortalidad por cardiopatías aumentan un 0,3% y un 0,4%
5
GALIZIA, A and KINNEY, PL. Long-term residence in areas of high ozone: associations with
respiratory health in a nationwide sample of nonsmoking young adults. En: Environ Health
Perspect. 1999. vol. 107, p. 675-79.
6
GAUDERMAN, WJ, et al. Association between air pollution and lung function growth in southern
California children: results from a second cohort. En: Am J Respir Crit Care Med. 2002. vol. 166, p.
76-84.
7
MCCONNELL, R, et al. Air pollution and bronchitic symptoms in Southern California children with
asthma. En: Environ Health Perspect. 1999. vol. 107, p. 757-760.
8
TENÍAS, JM, et al. Air Pollution and hospital emergency room admissions for chronic obstructive
pulmonary disease in Valencia, Spain. En: Arch Environ Health. 2002. vol. 57, p. 41- 47.
9
BURNETT, RT, et al. Association between ozone and hospitalization for acute respiratory
diseases in children less than 2 years of age. En: Am J Epidemiol. 2001. vol. 153, p. 444-452.
10
GOLDBERG, MS, et al. Associations between daily cause-specific mortality and concentrations
of ground-level ozone in Montreal, Quebec. En: Am J Epidemiol. 2001. vol. 154, p. 817-826.
11
LÓPEZ, AD, et al. Global and regional burden of disease and risk factors, 2001: systematic
analysis of population health data. En: Lancet 2006. vol. 367, p. 1747-57.
20
respectivamente con un aumento de 10 µg/m3 en la concentración de este
contaminante secundario.
Diferentes estudios efectuados en otros países han mostrado nexos significativos
entre los contaminantes atmosféricos monóxido de carbono (CO), dióxido de
nitrógeno (NO2), dióxido de azufre (SO2), partículas menores de 10 micras (PM10)
y ozono troposférico (O3) y las infecciones agudas de las vías respiratorias y otras
enfermedades respiratorias en niños menores de 15 años; más aún, algunos
contaminantes registrados por debajo de la norma oficial afectan también la salud
de la población infantil. 12
La morbilidad respiratoria en Bucaramanga es una de las más altas en Colombia,
especialmente en población pediátrica de 0 a 4 años de edad, un estudio realizado
en seis ciudades, documento a esta ciudad con la prevalencia de asma más alta
del país (8,8%). 13
La mayoría de los estudios sobre correlaciones entre la exposición a
contaminantes atmosféricos y el número de consultas por enfermedades
respiratorias se ha llevado a cabo en lugares que presentan concentraciones de
contaminación elevadas; sin embargo, estudios realizados en lugares con bajos
niveles de contaminantes también han identificado una vinculación positiva. 14
El ozono troposférico es un contaminante vinculado en diversas partes del mundo
con
la incidencia de enfermedades respiratorias y la aparición de diversos
síntomas en la población infantil, por esta razón es importante plantear estudios
que permitan averiguar la correlación de este contaminante en la aparición de los
12
FERRAN, B. Contaminación Atmosférica, cambio climático y salud. En: Rev Esp Salud Pública
2005. vol. 79, p. 159-175.
13
DENNIS, R, et al. Asthma and other allergic conditions in Colombia: a study in 6 cities. En: Ann
Allergy Asthma Immunol 2004. vol. 93, p. 568-74.
14
FERRAN, B. Contaminación Atmosférica, cambio climático y salud. En: Rev Esp Salud Pública
2005. vol. 79, p. 159-175.
21
síntomas para determinar si los niveles presentes en el aire de la ciudad influyen
en la presencia de estos síntomas en la población infantil.
22
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar la incidencia de síntomas respiratorios agudos en niños menores de 7
años y su asociación con niveles de ozono troposférico en la zona centro de
Bucaramanga.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Evaluar la asociación entre la presencia de ozono troposférico y la aparición de
síntomas respiratorios.
2. Determinar cuál es el principal síntoma asociado a los niveles de ozono
troposférico.
23
4. MARCO REFERENCIAL
4.1 CONTAMINACIÓN Y CONTAMINANTES DEL AIRE
La contaminación del aire se puede definir como; cualquier condición atmosférica
en la que las sustancias presentes producen un efecto adverso medible, en la
salud del humano, los animales y vegetales, o bien un daño físico en los
materiales (edificaciones y monumentos).
El aire puro es una mezcla gaseosa compuesta por nitrógeno (78%), oxigeno
(21%) y pequeñas cantidades de dióxido de carbono, argón, ozono y trazas de
otros gases (1%), el cambio en el equilibrio de estos componentes altera las
propiedades físicas y químicas del mismo, haciéndolo nocivo para la salud.
Los contaminantes atmosféricos se clasifican en primarios y secundarios, siendo
los primeros aquellos que permanecen en la atmosfera tal y como fueron emitidos
material particulado (PM), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2),
óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y los hidrocarburos. Los
secundarios son los que han estado sujetos a cambios químicos o son el producto
de reacciones de dos o más contaminantes primarios en la atmosfera (ácido
sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3), ozono troposférico (O3), smog fotoquímico
y los compuestos orgánicos volátiles (COVs) 15.
Además de estas sustancias, en la atmósfera se encuentran una serie de
contaminantes que se presentan más raramente, pero que pueden producir
efectos negativos sobre determinadas zonas por ser su emisión a la atmósfera
muy localizada. Entre otros, se encuentra como más significativos los siguientes;
derivados del azufre, halógenos y sus derivados, arsénico y sus derivados,
15
MANAHAN, Stanley. Introducción a la Química Ambiental. México: Reverté, 2007. 402 p.
24
partículas de metales pesados y ligeros, como el plomo, mercurio, cobre zinc,
partículas de sustancias minerales como los asbestos, y sustancias radiactivas.
Debido a la diversidad de los contaminantes presentes en ambiente se han
definido aquellos que producen efectos sobre la salud y para los cuales se
establecieron normas de concentración permisibles en la atmosfera dentro de ellos
están el ozono troposférico (O3), el monóxido de carbono (CO), el bióxido de
azufre (SO2), el bióxido de nitrógeno (NO2) las partículas menores de 10 y 2,5
micrómetros de diámetro (PM10 y PM2.5) y el plomo.
4.1.1 Monóxido de carbono (CO). Es un gas incoloro, inodoro, ligeramente más
denso que el aire, está compuesto por un átomo de carbono y uno de oxígeno y se
libera a la atmosfera como consecuencia de las combustiones incompletas, su
principal fuente son los humos procedentes del escape de los vehículos, en el
proceso de combustión se rompen las cadenas de carbono combinándose con el
oxígeno y producen óxidos de carbono, de dos o cuatro valencias: el monóxido de
carbono (CO) y el dióxido de carbono producto de la combustión completa (CO2)
este último es uno de los principales contaminantes responsables del efecto
invernadero.
4.1.1.1 Efectos sobre la salud. El CO está clasificado toxicológicamente como un
asfixiante químico, que provoca sus efectos químicos por reacción con la
hemoglobina, con la que forma carboxi-hemoglobina esta interacción se atribuye a
que este compuesto compite con el oxígeno por los centros activos del grupo
hemo de la hemoglobina con los cuales tiene una afinidad 240 a 250 veces
superior a la que tiene el oxígeno, con la formación de carboxi hemoglobina hay
disminución de la capacidad del transporte de oxígeno y dificultad en la liberación
de oxígeno a los tejidos, los niveles de exposición varían en función de la
actividad, el grado de ventilación y la proximidad al foco.
25
La deficiencia en el transporte de oxigeno puede producir la muerte en
exposiciones agudas y concentraciones altas de este compuesto, también puede
ser causa de hipoxia en los tejidos e interferir en la respiración celular, además el
ingreso de este compuesto en las células puede dar lugar a interacciones
químicas con las hemoproteinas como la mioglobina y la citocromo-oxidasa,
provocando un trastorno en los procesos de transporte de electrones y de
producción de energía en la célula.
La absorción del monóxido de carbono aumenta a medida que lo hace la
concentración ambiental y la duración de la exposición, la absorción pulmonar se
encuentra limitada por la ventilación, esto significa que todo el CO inspirado pasa
al torrente circulatorio y se enlaza con la hemoglobina, cuando los niveles de
carboxi-hemoglobina son inferiores al 2% no aparecen efectos adversos
manifiestos en las personas, mientras que una concentración del 40% puede ser
letal.
A nivel del sistema cardiovascular se han observado cambio cuando se excede la
concentración del 5%, que puede impedir el adecuado metabolismo oxidante del
miocardio en personas con enfermedad coronaria. Se ha demostrado en estudios
realizados en personas con enfermedad cardiovascular propensión a la angina de
pecho, cuando el nivel de carboxi hemoglobina en sangre se encuentra en el
rango de 2-6% y se realiza ejercicio físico moderado.
4.1.2 Óxidos de Nitrógeno (NOx). El medio ambiente atmosférico puede contener
distintos tipos de óxidos de nitrógeno en forma gaseosa y particulada. En forma
gaseosa, los compuestos más importantes son el óxido nítrico (NO), el dióxido de
nitrógeno (NO2) y el óxido nitroso (N2O), mientras que los nitratos constituyen la
forma particulada.
26
Las distintas formas de estos compuestos pueden presentarse simultáneamente
en la atmosfera, por lo que se ha adoptado la denominación de NOx para referirse
a esta familia de contaminantes atmosféricos.
Estos compuestos se producen de forma natural durante la descomposición de la
materia orgánica, en los incendios forestales y en las descargas eléctricas de las
tormentas, las principales fuentes antropogénicas son las combustiones, los
vehículos de motor son los focos móviles más importantes, mientras que las
centrales eléctricas y las combustiones industriales son los principales focos
estacionarios de emisión.
El óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) son las formas más
importantes de estos compuestos desde el punto de vista clínico y ambiental ya
que ambos son reactivos y pueden alcanzar concentraciones relativamente altas
en la atmosfera. La reacción del NO2 con el radical hidroxilo formado en las
nieblas fotoquímicas y los procesos nocturnos de destrucción del ozono por
reacción con el NO son dos de las principales rutas para su formación, este
contaminante se puede encontrar además en viviendas con poca ventilación
donde se utilizan estufas de gas.
4.1.2.1 Efectos sobre la salud. El principal efecto toxico del dióxido de nitrógeno
(NO2) se debe a su actividad como agente irritante del pulmón, capaz de causar
edema pulmonar cuando se inhala en concentraciones altas, la exposición parece
causar además un aumento en la susceptibilidad humana a infecciones
bacterianas y virales.
En algunos estudios, el NO2 se encuentra asociado con los ingresos hospitalarios
por asma. Un efecto del NO2 que se ha observado en los estudios es el
27
empeoramiento del asma en los niños, que muestran un claro efecto de NO2 en la
incidencia de infecciones virales en los asmáticos. 16
Los riesgos para la salud de los óxidos de nitrógeno pueden resultar del NO2 por sí
solo o de sus productos, incluyendo el ozono troposférico (O3) y partículas
secundarias finas. Sin embargo, niveles de NO2 son generalmente considerados
un indicador razonable de la exposición a las emisiones relacionadas con el
tráfico. 17
4.1.3 Óxidos de azufre (SOx). El azufre presente en los combustibles fósiles se
convierte en su mayor parte en dióxido de azufre (SO2) durante la combustión,
incorporándose a los gases emitidos a la atmosfera. Una pequeña parte, inferior al
10% del azufre original, se emite en forma de ácido sulfúrico, en forma de vapor,
en las emisiones de chimeneas industriales el SO2 tiende a permanecer en fase
gaseosa donde progresivamente se va oxidando a trióxido de azufre SO3.
4.1.3.1 Efectos sobre la salud. El dióxido de azufre es un gas irritante soluble en
agua; por inhalación se absorbe preferentemente en las vías respiratorias altas,
dada su tendencia a disolverse en la capa acuosa que las recubre, la penetración
del dióxido de azufre en los pulmones es mayor cuando se respira por la boca, por
lo que se ve estimulada durante el ejercicio físico.
Una vez inhalado se disuelve en el fluido de la pared pulmonar formando sulfito o
bisulfito, que se distribuye eficazmente por todo el organismo, su principal efecto
como agente irritante es la bronco constricción desencadenada al hacer contacto
el sulfito o bisulfito con los receptores sensitivos de las vías respiratorias, la
exposición a altas concentraciones causa lesiones de las células de las vías
16
LINAKER, CH, et al. Personal exposure to nitrogen dioxide and risk of airflow obstruction in
asthmatic children with upper respiratory infection. En: Rev Thorax. 2000. vol. 55, p. 930.
17
GALÁN, I, et al. Short-term effects of air pollution on daily asthma emergency room admissions.
En: Eur Respir J. 2003. vol. 22, p. 802-8.
28
respiratorias, seguida de la proliferación de células secretoras caliciformes lo que
estimulación las secreciones mucosas.
El ácido sulfúrico es un ácido inorgánico fuerte, que actúa como agente irritante
del sistema respiratorio produce lesiones en las membranas y activa los reflejos
sensoriales que inician la respuesta inflamatoria produciendo también bronco
constricción y secreción mucosa.
Este acido es formado como consecuencia de los procesos de combustión de
combustibles fósiles que contienen azufre esta siempre acompañado por material
particulado, constituido por cenizas o por partículas finas de sulfatos inorgánicos
generadas por la interacción entre el ácido sulfúrico y los componentes metálicos
de la cenizas o el amoniaco ambiental.
Los efectos crónicos de la exposición al ácido sulfúrico son similares a los
inducidos por el dióxido de azufre, aunque este último es mucho menos potente.
En los dos casos, el efecto más marcado es la bronquitis acompañada de una
disminución en la capacidad del sistema respiratorio para eliminar las partículas
inhaladas; la exposición a nieblas de este acido se ha asociado a un aumento en
la incidencia de cáncer de pulmón. Los aerosoles ácidos con dióxido de azufre y
material particulado se consideran los principales implicados en los casos de
contaminación atmosférica con serias consecuencias para la salud humana en las
zonas afectadas.
Las asociaciones entre los ingresos hospitalarios de urgencias por asma y SO2 se
han reportado en algunos estudios. 18 Del mismo modo, las asociaciones entre la
hospitalización por enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y SO2
resultaron tener una relación significativamente positiva en algunos estudios, pero
18
BRUNEKREEF, B and HOLGATE, ST. Air pollution and health. En: Lancet. 2002. vol. 360,
p.1233-42.
29
no en otros. La asociación entre el SO2 e ingresos hospitalarios por enfermedad
cardiaca se registró en ciudades como Londres y Hong Kong a pesar de sus
diferencias en el clima y el origen étnico. Sin embargo, no se pudo concluir si el
SO2 en sí está correlacionado positivamente con los ingresos hospitalarios o actúa
como un sustituto de la mezcla de contaminantes presente en el aire urbano. 19
Un análisis de series de tiempo comparando tarifas diarias de SMSL (síndrome de
muerte súbita del lactante) y las concentraciones diarias de la contaminación en el
aire durante un período de 16 años se llevó a cabo en 12 ciudades canadienses.
Los resultados mostraron que el SO2 y NO2 presentes en el aire pueden ser
factores de riesgo importantes para los neonatos. 20 Por otro lado, algunos estudios
encontraron que la asociación de SO2 y la mortalidad fue más fuerte que en el
material particulado. 21
4.1.4 Material particulado. En este grupo se incluyen sustancias que se
desprenden al ambiente como el polvo proveniente de suelos erosionados y
caminos sin asfaltar; o que se forman en la atmosfera por reacciones químicas o
fotoquímicas en las que intervienen gases y compuestos orgánicos. Se consideran
como partículas a las que tienen un diámetro igual o menor de 10 micrómetros
(µm), y se clasifican en:
•
Partículas ordinarias, con un diámetro aerodinámico menor de 10 µm (PM10)
y mayor de 2.5 µm (PM2.5). Están compuestas principalmente por sílice, titanio,
aluminio, sodio, hierro y cloruros.
19
PETERS, A, et al. Increased particulate air pollution and the triggering of myocardial infarction.
En: Circulation. 2001. vol. 103, p. 2810-5.
20
SUNYER, J, et al. Urban air pollution and emergency admissions for asthma in four European
cities: the APHEA Project. En: Thorax. 1997. vol. 52, p. 760-5.
21
ANDERSON, HR, et al. Air pollution and daily admissions for chronic obstructive pulmonary
disease in 6 European cities: results from the APHEA project. En: Eur Respir J. 1997. vol. 10, p.
1064-71.
30
•
Partículas finas, con un diámetro aerodinámico igual o menor a 2.5 µm. Están
compuestas por productos derivados de la combustión, particularmente del diesel,
e incluyen carbono, plomo, vanadio, dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno.
•
Partículas ultra finas son aquellas que tienen un diámetro aerodinámico
menor de 1 µm, están compuestas por los productos de quemas agrícolas y
forestales y por la combustión de gasolina y diesel. Sin embargo permanecen
aisladas en la atmosfera durante periodos muy cortos, ya que tienden a unirse a
partículas de mayor tamaño.
4.1.4.1 Efectos sobre la salud. Los efectos de estos contaminantes en la salud
se conocen parcialmente, las partículas finas pueden ser más toxicas que las
grandes, se han realizado estudios sobre sus efectos en el aparato respiratorio,
pero aún se sabe poco a cerca de sus consecuencias sobre la función
cardiovascular. La evidencia señala que pueden afectar la función respiratoria y
ser un vehículo para sustancias toxicas.
Los estudios de series de tiempo han explorado los efectos agudos para la salud
asociados con la exposición a corto plazo a las partículas en el aire. 22 El material
particulado menor de 10 µm (PM10) se utiliza como indicador para las partículas en
el aire, ya que hay datos de seguimiento amplio de PM10 en todo el mundo.
Evidencia sustancial que muestra la exposición a material particulado está
vinculada a una variedad de efectos adversos sobre la mortalidad (mortalidad no
accidental por todas las causas, la mortalidad cardiovascular y respiratoria) y la
morbilidad (ingresos hospitalarios, ambulatorios y visitas a la sala de emergencia,
los ataques de asma, infecciones respiratorias agudas de los niños pequeños,
22
WONG, CM, et al. A tale of two cities: effects of air pollution on hospital admissions in Hong Kong
and London compared. En: Environ Health Perspect. 2002. vol. 110, p. 67-77.
31
etc.) Riesgo de eventos graves, incluyendo infarto de miocardio y accidentes
cerebrovasculares, se han evaluado. 23
Los estudios toxicológicos han demostrado que las partículas en el aire ejercen
sus efectos sobre la salud, principalmente a través de procesos relacionados con
el estrés oxidativo y la inflamación. La inhalación en la mañana puede tener
efectos directos en las vías respiratorias, incluyendo la producción de una
respuesta inflamatoria, la exacerbación de la enfermedad de las vías respiratorias
ya existentes o la disminución de los mecanismos de defensa pulmonar.
El
material particulado puede aumentar la producción de inmunoglobulinas antígenoespecíficas, o aumentar la susceptibilidad de los pulmones a la infección
microbiana. También hay efectos extra pulmonares, una vía posible es a través del
transporte sistémico de las citoquinas producidas en los pulmones por una
respuesta inflamatoria.
Otra vía posible es a través de efectos desfavorables en las propiedades de la
coagulación que conducen a un mayor riesgo de infarto del miocardio o accidente
cerebrovascular. También existe la posibilidad de que el material particulado
puede tener un efecto directo sobre el corazón, dando lugar a cambios en la
presión arterial, frecuencia cardiaca y la variabilidad del ritmo cardíaco. 24
4.1.5 Ozono troposférico. 25 Este contaminante se produce en el medio ambiente
atmosférico como consecuencia de los procesos de oxidación fotoquímica
protagonizados por hidrocarburos reactivos y dióxido de nitrógeno, que
constituyen la principal fuente de este contaminante. Por su origen, se considera
un contaminante secundario, no emitido directamente por las actividades
23
PETERS, A, et al. Increased particulate air pollution and the triggering of myocardial infarction.
En: Circulation. 2001. vol. 103, p. 2810-5.
24
HEDLEY, AJ, et al. Cardiorespiratory and all-cause mortality after restrictions on sulphur content
of fuel in Hong Kong: an intervention study. En: Lancet. 2002. vol. 360, p. 1646-52.
25
MORENO GRAU, Maria Dolores.Toxicología ambiental Evaluación de riesgo para la salud.
España: Mc Graw Hill, 2.000. 323-326 p.
32
humanas, sino formado como consecuencia de la transformación química de
contaminantes primarios, como los hidrocarburos y el dióxido de nitrógeno.
A diferencia de este contaminante el ozono estratosférico se forma a una altura
mínima de 10 km en las capas altas de la atmosfera por acción de los rayos
ultravioleta (UV) de onda corta a partir de oxigeno molecular, que se escinde para
generar oxigeno naciente (O•), que a su vez reacciona con oxígeno molecular (O2)
produciendo este compuesto que forma una capa en la estratosfera con una
concentración de varias partes por millón, esta capa absorbe la radiación ultra
violeta de onda corta, protegiendo así las capas inferiores de la atmosfera y la
corteza terrestre de los efectos de esta radiación de alta energía:
O2 + UV
2 O•
O• + O2
O3
El ozono de la capa estratosférica está sometido a un equilibrio dinámico de
formación y descomposición, que se ha visto alterado en las últimas décadas por
ciertas emisiones antropogénicas (cloro e hidrocarburos fluorados) que favorecen
su descomposición.
A poca altura de la tierra firme en la troposfera, el dióxido de nitrógeno (NO2)
formado en los procesos de combustión absorbe también la luz ultravioleta,
aunque de longitud de onda algo superior, iniciando el proceso de oxidación
fotoquímica:
NO2 + UV
O• + NO•
O• + O2
O3
+
NO•
O3
NO2 + O2
33
Este proceso posee una naturaleza cíclica, ya que al final de la serie de
reacciones indicadas se regenera el dióxido de nitrógeno inicial, estas reacciones
se producen preferentemente en el centro del día, cuando la intensidad solar es
máxima, utilizando como sustrato el NO2
generado por los picos de emisión
asociados al tráfico y otras operaciones de combustión.
La exposición al ozono se produce prácticamente siempre en el medio ambiente
exterior, ya que la concentración de este gas en el interior de edificios es muy
inferior a la que se encuentra al aire libre. Las fuentes de ozono en el medio
ambiente interior se reducen a algunos aparatos como las fotocopiadoras y los
sistemas electrostáticos de depuración de aire.
4.1.5.1 Efectos sobre la salud. El principal sitio de acción de este contaminante
en el ser humano es en la mucosa de las vías respiratorias.
Los síntomas que se observan con mayor frecuencia son: tos, sibilancias, cefaleas
nausea, malestar general e irritación conjuntival de la nariz y de la faringe; los
factores que pueden influir en su transporte y eliminación de las vías respiratorias
altas son: la morfología nasal las características de la respiración y la cantidad y
composición bioquímica del moco, la exposición aguda provoca disminución de la
capacidad inspiratoria posiblemente por disminución de la actividad de los
músculos inspiratorios, estudios en población no fumadora han mostrado que la
exposición crónica se asocia con cambios morfológicos y celulares de los
bronquiolos terminales y de la región alveolar proximal y con endurecimiento
pulmonar, los efectos extra pulmonares no se han definido pero se ha propuesto
que le ozono troposférico o sus metabolitos pueden afectar los linfocitos
eritrocitos.
34
y
4.2 FUENTES DE CONTAMINACIÓN
Las fuentes del uso de combustibles y del transporte, afectando de forma general
a toda la población, pero con diferentes grados de exposición y riesgo, donde las
áreas de pobreza las más susceptibles, por presentar una mayor exposición a
residuos industriales y domésticos.
En las ciudades, el uso de combustibles
fósiles en la generación de energía, calefacción de las viviendas, vehículos
automotores y procesos industriales, originan las principales fuentes de emisión de
contaminantes atmosféricos. 26
4.2.1 Contaminantes emitidos por los automotores. El automóvil se ha
convertido en una herramienta masiva de transporte utilizada diariamente en todo
el mundo, contribuyendo a incrementar los problemas de contaminación
atmosférica como consecuencia de los gases contaminantes que se emiten por los
tubos de escape. Los principales contaminantes lanzados por los automóviles son:
monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos no
quemados, y compuestos de plomo.
No todos los vehículos emiten el mismo tipo de contaminantes ni tampoco lo
hacen en las mismas proporciones; estas emisiones dependerán del tipo de motor
que se utilice. Los vehículos que emplean gasolina como carburante emiten
principalmente monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y
compuestos de plomo. La emisión de este último tipo de contaminante se debe a
la presencia en algunos tipos de gasolina de tetraetilo de plomo, aditivo que se
añade para aumentar su índice de octano.
Los principales contaminantes emitidos por los vehículos con motores de ciclo
diésel (camiones y autobuses, por ejemplo) son partículas sólidas en forma de
26
ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD. 25ª Conferencia Sanitaria Panamericana.
Washington, D.C., 1998, p. 7-19.
35
hollín que da lugar a los humos negros, hidrocarburos no quemados, óxidos de
nitrógeno y anhídrido sulfuroso procedente del azufre contenido en el combustible.
4.2.2 Calefacciones domésticas. Estas instalaciones de calefacción doméstica
se consideran una de las principales fuentes de contaminación atmosférica en las
ciudades del mundo. Este tipo de focos puede contribuir con un 20 a 30% de las
emisiones totales a la atmósfera en áreas urbanas. Los principales contaminantes
producidos dependen del tipo de combustible empleado.
En el caso del carbón los principales contaminantes producidos son: anhídrido
sulfuroso, cenizas volantes, hollines, metales pesados y óxidos de nitrógeno.
Cuando el combustible empleado es líquido (gasóleo o gasoil), los principales
contaminantes emitidos son: dióxido de azufre (SO2), trióxido de azufre (SO3),
óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos volátiles no quemados y partículas de
carbón. El gas natural es el combustible más limpio de los actualmente disponibles
para calefacción, siendo su producción de contaminantes despreciable respecto a
los otros combustibles.
4.2.3 Calderas industriales de generación de calor. La combustión de
combustibles fósiles para la generación de calor y electricidad ocupa un lugar
predominante, tanto por la cantidad como por los tipos de contaminantes emitidos,
merecen especial atención las centrales térmicas de producción de electricidad.
Los combustibles utilizados por este tipo de instalaciones son el carbón y el
combustóleo. La producción de contaminantes depende en gran medida de la
calidad del combustible, en especial de las proporciones de azufre y cenizas
contenidas en el mismo y del tipo de proceso de combustión empleado.
Durante el proceso de combustión se libera a la atmósfera el azufre contenido en
el combustible en forma de anhídrido sulfuroso. Junto con otros contaminantes
como óxidos de nitrógeno, dióxido de carbono, metales pesados y una gran
36
variedad de sustancias. Cuando se utiliza como combustible el carbón, se emiten
abundante material particulado que pueden ser trasladadas a grandes distancias.
4.2.4 Contaminantes emitidos por la industria. Estos contaminantes se
caracterizan por que son producidos en gran cantidad en las distintas fases de los
procesos industriales y por la variedad de los mismos. Por otra parte, en los focos
de emisión industriales se suelen combinar las emisiones puntuales, fácilmente
controlables, con emisiones difusas de difícil control.
Los
tipos
de
contaminantes
producidos
por
las
industrias
dependen
fundamentalmente del tipo de proceso de producción empleado, de la tecnología y
de las materias primas usadas, las actividades industriales que producen
contaminantes atmosféricos son muy variados. Entre los sectores que dan lugar a
la mayor emisión de contaminantes atmosféricos se destacan:
•
La siderurgia integral. Produce todo tipo de contaminantes y en cantidades
importantes, siendo los principales: material particulado, óxidos de azufre (SOx),
monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), fluoruros y humos rojos
(óxidos de hierro).
•
Refinerías de petróleo. Producen principalmente: óxidos de azufre (SOx),
hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx),
amoniaco, humos y partículas.
•
Industria química. Produce, dependiendo del tipo de proceso empleado:
dióxido de azufre (SO2), nieblas de ácidos sulfúrico, nítrico, fosfórico y da lugar a
la producción de olores desagradables.
•
Industrias básicas del aluminio y derivados del flúor. Producen emisiones
de contaminantes derivados del flúor.
37
4.3 NIVELES MUNDIALES DE CONTAMINACION DEL AIRE 27
La Organización Mundial de la Salud en su guía de 2005 ha resumido las
concentraciones medias anuales de partículas menores a 10 micras de diámetro
aerodinámico (PM10) dióxido de nitrógeno (NO2) y dióxido de azufre (SO2), así
como un promedio de las concentraciones máximas de ozono troposférico(O3) por
hora para las diferentes regiones del mundo. (Ver Cuadro 1).
Los rangos de concentraciones medias anuales de PM10, NO2, SO2 y un promedio
de las concentraciones máximas de ozono/hora para las diferentes regiones,
basada en la selección de los datos urbanos (µg/m3)
Cuadro 1 Rangos de concentraciones medias anuales de PM10, NO2, SO2 y un
promedio para diferentes regiones de ozono troposferico, (µg/m3)
Región
Concentración media anual
PM 10
Ozono troposférico
Dióxido de
Dióxido de
(Conc. máxima por
nitrógeno
azufre
hora)
África
40-150
35-65
10-100
120-300
Asia
35-220
20-75
6-65
100-250
Australia/Nueva Zelanda
28-127
11-28
3-17
120-310
Canadá/Estados Unidos
20-60
35-70
9-35
150-380
Europa
20-70
18-57
8-36
150-350
América Latina
30-129
30-82
40-70
200-600
Fuente. Air Quality Guidelines, Global Update 2005. Copenhagen: WHO Regional Office for
Europe; 2006; 31p.
En Europa y Norteamérica en la mayoría de las ciudades, el nivel de material
particulado (PM10) presenta generalmente un promedio anua diario inferior a 50
µg/m3 estos niveles son inferiores a los encontrados en Asia, donde el material
particulado sigue siendo el más importante contaminante del aire, aunque en
27
Air Quality Guidelines Global Update 2005. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe, 2006.
31–59 p.
38
algunas ciudades grandes, como China, una ligera disminución en los niveles de
PM10 se ha observado durante el desarrollo económico de las últimas décadas. 28
Los niveles de dióxidos de azufre (SO2) han disminuido en la mayor parte del
mundo, particularmente en los Estados Unidos y Europa. En algunas ciudades de
Asia como Bangkok, Nueva Delhi y Yakarta, los niveles de este contaminante son
bajos debido al bajo contenido de azufre del combustible. Por otra parte, en las
ciudades chinas, aunque el nivel de SO2 se ha reducido sustancialmente, sigue
siendo relativamente alto. En las grandes ciudades de América Latina y África,
también ha habido un descenso moderado en los niveles de SO2.
Por otra parte, esta tendencia no se ha observado para los contaminantes del aire
relacionada con el tráfico, específicamente para los óxidos de nitrógeno (NO2) y
ozono troposférico (O3). Por el contrario, en los países en transición, los niveles de
NO2 y O3 tienden a aumentar debido al aumento del número de vehículos de
motor.
En las mega ciudades donde la media anual de NO2 supero los criterios de la
OMS para la calidad del aire de 40 mg/m3 fueron Beijing, Shanghai, Tokio, Osaka,
Nueva York, Los Ángeles, San Paulo y México, mientras que en Nueva Delhi,
Mumbai y Calcuta el promedio anual de NO2 fueron inferiores a 40 mg/m3.
El ozono troposférico y algunos de sus precursores son transportados largas
distancias en la atmósfera, por lo que puede considerarse un problema a nivel
regional e incluso mundial.
En cuanto a sus efectos adversos para la salud, las concentraciones atmosféricas
de ozono troposférico suelen ser evaluado como máximo de 1 h, o un máximo de
28
HAO, J and WANG, L. Improving urban air quality in China: Beijing case study. En: J Air Waste
Manag Assoc. 2005. vol. 55, p. 1298-305.
39
8 horas concentración promedio diaria, ya que están estrechamente asociadas a
la luz del sol. Los niveles más altos de ozono troposférico y NO2 se encuentran en
América Latina y en algunas grandes ciudades de otros países desarrollados.
4.4 EFECTOS ADVERSOS DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA EN LA
SALUD DE LOS NIÑOS
Un gran número de estudios epidemiológicos han reportado una asociación entre
la exposición a contaminantes del aire y la morbilidad 29 y mortalidad 30 de la
exposición de los niños a los contaminantes criterio. Los contaminantes criterio del
aire son seis y se regulan en función de su potencial para causar efectos adversos
para la salud y el medio ambiente: el ozono troposférico (O3), las partículas en
suspensión (PM), el dióxido de nitrógeno (NO2), el dióxido de azufre (SO2),
monóxido de carbono (CO) y el plomo.
El impacto de la exposición a contaminantes ambientales en el desarrollo de los
niños es difícil de evaluar debido a que el rango de alteraciones es muy amplio, al
igual que el número y variedad de exposiciones que pueden afectar su crecimiento
y desarrollo físico, intelectual, emocional y social. La relación entre determinados
contaminantes y la salud no debe considerarse de manera aislada. La
contaminación es multicausal, es decir que existen diversas fuentes de exposición
a un contaminante: la alimentación, el aire y el consumo de agua entre otras. Y
cada una de éstas puede dar lugar a diferentes efectos, a la vez existen múltiples
respuestas del cuerpo humano a las exposiciones.
Diversos factores determinan la susceptibilidad de cada individuo, factores que
cambian a lo largo de su vida, como la edad, factores nutricionales o genéticos,
29
LACASAÑA, M; ESPLUGUES., A and BALLESTER, F. Exposure to ambient air pollution and
prenatal and early childhood health effects. En: Eur J Epidemiol. 2005. vol. 20, p. 183-99.
30
GLINIANAIA, SV, et al.Does particulate air pollution contribute to infant death? A systematic
review. En: Environ Health Perspect. 2004. vol. 112, p. 1365-71.
40
enfermedades preexistentes, entre otros. Las alteraciones del desarrollo se
pueden manifestar a través de retraso del crecimiento intrauterino, malformaciones
congénitas, problemas de crecimiento, déficits funcionales (neuroconductuales,
inmunológicos,
reproductivos)
y
mayor
predisposición
al
desarrollo
de
enfermedades crónicas en la vida adulta, tales como diabetes, enfermedad
cardiovascular o cáncer.
4.4.1 Mortalidad. La contaminación del aire ambiente se ha relacionado con
aumento de la mortalidad en los niños 31 y adultos. 32 El síndrome de muerte súbita
del lactante, es la principal causa de mortalidad postneonatal en Canadá 33 y otros
países desarrollados, 34 este síndrome se ha asociado con la exposición a
contaminantes criterio del aire. 35 En una revisión sistemática de la literatura sobre
la asociación entre la contaminación atmosférica y la mortalidad infantil. Glinianaia
y cols, observaron una asociación significativa y consistente entre el material
particulado (PM10) y la mortalidad postneonatal por causas respiratorias, así como
el síndrome de muerte súbita infantil. Otros estudios han reportado una relación
significativa entre los niveles de contaminantes criterio en el ambiente y la
mortalidad en niños menores de cinco años de edad.
4.4.2 Los efectos adversos en el embarazo. Los niveles de contaminantes
criterio en el aire, se han asociado con efectos adversos en el embarazo,
incluyendo el nacimiento prematuro, bajo peso al nacer, retraso del crecimiento
31
HA, EH, et al. Infant susceptibility of mortality to air pollution in Seoul, South Korea. En:
Pediatrics. 2003. vol. 111, p. 284-90.
32
WONG, TW, et al. Associations between daily mortalities from respiratory and cardiovascular
diseases and air pollution in Hong Kong, China. En: Occup Environ Med. 2002. vol. 59, p. 30-5.
33
RUSEN, ID, et al. Sudden infant death syndrome in Canada: trends in rates and risk factors. En:
Chronic Dis Can. 2004. vol. 25, p. 1-6.
34
MALLOY, MH and MACDORMAN, M. Changes in the classification of sudden unexpected infant
deaths: United States, 1992-2001. En: Pediatrics. 2005. vol. 115, p. 1247-53.
35
DALES, R, et al. Air pollution and sudden infant death syndrome. En: Pediatrics. 2004. vol. 113,
p. 628-31.
41
intrauterino,36 longitud al nacer anormal, perímetro cefálico anormal y disminución
del tamaño para la edad gestacional.37 Sin embargo, ningún trimestre específico
ha sido identificado como el período más vulnerable de la gestación durante el
cual la contaminación del aire podría ser más dañina para el feto.
4.4.3 Aumento del riesgo de defectos de nacimiento. En la actualidad, pocos
estudios han investigado los efectos de la contaminación atmosférica sobre
defectos de nacimiento. Ritz y cols observaron una asociación significativa entre la
exposición prenatal al monóxido de carbono y defectos del tabique ventricular
cardiaco, mientras que el ozono troposférico (O3) se asoció con un incremento del
riesgo de la aparición de defectos de la arteria aorta, así como la arteria pulmonar
y defectos en las válvulas.
4.4.4 Efectos adversos en la salud respiratoria. La exposición a contaminantes
criterio del aire, se ha asociado con varios efectos adversos agudos y crónicos
para la salud respiratoria, tanto en niños asmáticos como en no asmáticos,38,39
aunque los niños asmáticos han demostrado ser más susceptibles a los efectos
adversos producidos por la contaminación del aire. Varios estudios han vinculado
la contaminación del aire a una mayor prevalencia de síntomas respiratorios
vinculados con asma,40 así como una mayor incidencia y prevalencia del asma
infantil, sobre todo entre los niños que participan regularmente en actividades
deportivas y en las personas con asma aumentó el uso de medicamentos.
36
LIU, S et al. Association between gaseous ambient air pollutants and adverse pregnancy
outcomes in Vancouver, Canada. En: Environ Health Perspect. 2003. vol. 111, p. 1773-8.
37
JEDRYCHOWSKI, W, et al. Estimated risk for altered fetal growth resulting from exposure to fine
particles during pregnancy: an epidemiologic prospective cohort study in Poland. En: Environ
Health Perspect. 2004. vol. 112, p. 1398-402.
38
AEKPLAKORN, W, et al. Acute effect of sulphur dioxide from a power plant on pulmonary
function of children, thailand. En: Int J Epidemiol. 2003. vol. 32, p. 854-61.
39
KIM, JH, et al. Effects of particulate matter (PM10) on the pulmonary function of middle-school
children. En: J Korean Med Sci. 2005. vol. 20, p. 42-5.
40
GENT, JF, et al. Association of low-level ozone and fine particles with respiratory symptoms in
children with asthma. En: JAMA. 2003. vol. 290, p. 1859-67.
42
También se documentan aumentos de las visitas por asma a la consulta de
emergencia y el aumento en la hospitalización por asma.41
Otros estudios han documentado una relación inversa entre la exposición a
contaminantes criterio del aire, y la función pulmonar en los niños asmáticos y no
asmáticos. Hay evidencia que sugiere que los niveles actuales de contaminantes
del aire ambiente pueden causar déficit en la función del crecimiento pulmonar en
los niños. 42 La contaminación del aire se ha asociado con un aumento de la
presencia de síntomas respiratorios en niños asmáticos, así como el aumento de
hospitalizaciones por enfermedades respiratorias y de consultas de urgencia para
los niños.
4.4.5 Ausentismo escolar. Aunque los resultados de estudios epidemiológicos
sugieren que tanto la exposición a corto plazo y largo plazo a la contaminación del
aire puede contribuir a ausentismo escolar relacionados con la enfermedad, estos
datos no son consistentes. Los cambios en el día de los niveles de contaminantes
criterio en el aire (PM10, SO2, NO2 y O3) se han asociado con enfermedades
respiratorias relacionadas con el ausentismo,43 mientras que los cambios a corto
plazo en ozono troposférico (O3) y dióxido de azufre (SO2) han sido vinculados a
enfermedades de las vías respiratorias relacionadas con el ausentismo escolar.
Rondeau y cols, reportaron una relación entre la exposición a largo plazo a los
niveles ambientales de O3 y la enfermedad respiratoria relacionada con el
ausentismo escolar, pero no encontró nada por la exposición aguda. Además, los
investigadores no encontraron ninguna asociación significativa entre los niveles
diarios de contaminación atmosférica y las enfermedades de las vías respiratorias
relacionadas con el ausentismo escolar.
41
MCCONNELL, R, et al. Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort study. En:
Lancet. 2002. vol. 359, p. 386-91.
42
IHORST, G, et al. Long- and medium-term ozone effects on lung growth including a broad
spectrum of exposure. En: Eur Respir J. 2004. vol. 23, p. 292-9.
43
BERHANE, K, et al. The effects of ambient air pollution on school absenteeism due to respiratory.
En: Epidemiology. 2001. vol. 12, p. 43-54.
43
4.4.6 Alteración de la inmunidad. La exposición a niveles ambientales de
contaminantes atmosféricos criterio ha demostrado que causa alteraciones en el
sistema inmunológico de los niños.
Leonardi y cols, estudiaron el impacto de la contaminación atmosférica sobre el
sistema inmunológico de los escolares entre 9 y 11 años de edad en diecisiete
ciudades en Europa y encontró que la contaminación del aire puede alterar tanto
la inmunidad humoral como celular en los niños. Sin embargo, un estudio
realizado en Chile por Ruiz y cols, no encontró ninguna asociación entre la
contaminación del aire ambiente y el sistema inmune humoral en los niños. La
evidencia que emerge de estudios toxicológicos en animales sugiere que la
contaminación atmosférica puede causar supresión de la inmunidad del
huésped.44
4.4.7 Aumento del riesgo de raquitismo por deficiencia de la vitamina D. En
los trópicos, los niños que viven en las regiones con mayores niveles de
contaminación atmosférica se ha demostrado que tienen un mayor riesgo de
desarrollar raquitismo por deficiencia de vitamina D en comparación con aquellos
que residen en zonas menos contaminadas. 45 La cantidad de radiación solar en el
rango ultravioleta (UVB) que alcanza el nivel del suelo ha disminuido a medida que
aumenta el nivel de contaminación atmosférica (niebla). La radiación ultravioleta B
emitidas por el sol es necesaria para la conversión del 7-dehidrocolesterol a
colecalciferol (vitamina D3). 46
44
KLEINMAN, MT, et al. Ambient fine and coarse particle suppression of alveolar macrophage
functions. En: Toxicol Lett. 2003. vol. 137, p. 151-8.
45
AGARWAL, KS, et al. The impact of atmospheric pollution on vitamin D status of infants and
toddlers in Delhi, India. En: Arch Dis Child. 2002. vol. 87, p. 111-3.
46
Ibid., p 112
44
4.4.8 Los efectos de la mejoría en la calidad del aire sobre la salud infantil. La
disminución de niveles en el aire ambiente de SO2 y partículas suspendidas
totales en la antigua Alemania del Este tras la reunificación de Alemania llevó a la
mejora de los resultados de los estudios de función pulmonar en niños y una
reducción en la prevalencia de enfermedades respiratorias tales como bronquitis,
sinusitis y frecuentes resfriados. 47
Los niños en los Estados Unidos que se trasladaron a los estados con niveles más
bajos de PM10 en el aire mostraron un incremento de su función pulmonar,
mientras que los que se trasladaron a los estados con mayores niveles de PM10 en
el aire, estos experimentaron una disminución de la función pulmonar. 48 Una
disminución del 27,9% en las concentraciones de ozono troposférico (O3) de 81.3
partes por billón (ppb) a 58,6 ppb, durante los Juegos Olímpicos de 1996 en
Atlanta, Georgia, se tradujo en una reducción significativa en las tasas de eventos
de asma infantil.
Wong y cols, utilizaron un análisis de costos-beneficio para
evaluar el impacto de los contaminantes criterio del aire sobre la salud de los niños
y para cuantificar los beneficios sanitarios y económicos asociados con una
reducción en los niveles de contaminantes en la atmósfera, concluyeron que la
reducción de la contaminación aportaría una disminución en la morbilidad y
mortalidad de los infantes así como beneficios económicos debido a disminución
en los gatos que implica la atención de los pacientes dependiendo de las
complicaciones que presente.
47
HEINRICH, J, et al. Improved air quality in reunified Germany and decreases in respiratory
symptoms. En: Epidemiology. 2002. vol. 13, p. 394-401.
48
BUKA, I; KORANTENG., S and OSORNIO-VARGAS, AR. The effects of air pollution on the
health of children. En: Paediatr Child Health. 2006. vol. 11, p. 513–516.
45
5. ESTADO DEL ARTE OZONO TROPOSFERICO
5.1
DESCRIPCION
DE
LOS
DAÑOS
CAUSADOS
EN
EL
SISTEMA
RESPIRATORIO
Los efectos del ozono se han estudiado considerando factores como el tiempo de
exposición, la concentración de ozono en la exposición y la combinación con otros
contaminantes. También se ha identificado respuestas al ozono en sectores de la
población con alguna enfermedad pulmonar (por ejemplo asma) y en personas
que realizan esfuerzos físicos, en general los efectos de la exposición al ozono en
la salud son; bioquímicos y morfológicos de manera específica el ozono causa
efectos en el tracto respiratorio y en sistemas orgánicos lejanos del pulmón los
efectos del ozono en el tracto respiratorio son: daños en células, inflamación
aguda, cambios de permeabilidad mayor susceptibilidad a infecciones y cambios
en la función pulmonar los efectos en órganos lejanos del pulmón se han
observado en animales e incluyen afecciones en los glóbulos blancos, glóbulos
rojos, hígado y sistema endocrinos, sin embargo esto efectos no se han
interpretado adecuadamente en el ser humano.
Evidencia combinada demuestra que la exposición al ozono troposférico se asocia
significativamente con el aumento de la morbilidad. Su asociación más común con
la salud es en el ausentismo escolar, las hospitalizaciones o ingresos a sala de
urgencias por asma, infecciones respiratorias y exacerbación de las enfermedades
de vías respiratorias crónicas.
La influencia del ozono troposférico en las hospitalizaciones por enfermedades
respiratorias parecen más fuertes durante la estación cálida; en México se reporta
que un incremento de 0.050 ppm en el promedio diario de ozono de un día
provoca al día siguiente un incremento de 9.9% en consultas por infecciones
respiratorias altas durante el verano. Algunos estudios demostraron que el efecto
46
de este contaminante es mayor en los asmáticos o en individuos con insuficiencia
respiratoria. 49,50
5.1.1 Efectos bioquímicos del ozono troposférico. El ozono produce efectos
tóxicos en las personas y los animales a niveles de concentración similares a los
medidos en el ambiente exterior, es un potente irritante del tejido pulmonar debido
a su baja solubilidad en agua, el ozono inhalado penetra al interior del pulmón,
alcanzando las mayores dosis por unidad de superficie en los bronquiolos
terminales y conductos alveolares.
Estas reacciones constituyen el fundamento de la propagación de radicales libres
lipídicos y la autoxidación de los componentes celulares, como demuestran
estudios in vivo en los que se ha medido pentano y etano en el aire exhalado tras
la exposición a ozono, estos hidrocarburos de cadena corta se producen en la
ruptura de las cadenas alquílicas de los ácidos grasos durante el proceso de
peroxidación de lípidos.
Las lesiones celulares producidas en las superficies de intercambio de gases en
los pulmones interfieren con su función y provocan una respuesta inflamatoria, con
liberación de mediadores que provocan lesiones oxidantes adicionales. Los
efectos de estos fenómenos en la función pulmonar consisten en cambios en la
capacidad pulmonar, en la resistencia al flujo del aire, en la permeabilidad del
epitelio y en la reactividad a estímulos broncos constrictores.
El mecanismo por el que el ozono produce las lesiones celulares parece obedecer
a su carácter químico de oxidante fuerte. Tanto la capa fluida que recubre las vías
respiratorias como las membranas celulares subyacentes poseen ácidos grasos
49
HÖPPE, P, et al. Environmental ozone effects in different population subgroups. En: Int J Hyg
Environ Health. 2003. vol. 206, p. 505-16.
50
LAGORIO, S, et al. Air pollution and lung function among susceptible adult subjects: a panel
study. En: Environ Health. 2006. vol. 5, p. 11-15.
47
poli insaturados, que al combinarse con el contaminante producen radicales libres
con alta reactividad. Los dobles enlacen presentes en las cadenas de estos
compuestos reaccionan fácilmente con el ozono, formando ozónidos que pueden
evolucionar a hidroperóxidos lipídicos, aldehídos y peróxido de hidrógeno. En
estudios de exposición aguda al ozono troposférico mostraron cambio en los
lipopolisacáridos de las membranas celulares del pulmón, incluyendo un
incremento del ácido araquidónico.
El metabolismo de este acido produce una variedad de mediadores activos
biológicamente que pueden afectar las defensas ante las infecciones, la función
pulmonar y el sistema inmunológica uno de los mediadores activos producidos es
la prostaglandina E-2, potente regulador del sistema inmunitario que promueve la
inflamación, en investigaciones realizadas con exposición al contaminante por más
de seis horas, se encontró que los macrófagos fueron menos capaces de destruir
bacterias y hubo un aumento significativo de los compuestos químicos que
producen inflamación.
El metabolismo antioxidante del pulmón se incrementa después de la exposición al
ozono troposférico probablemente como resultado del crecimiento de las células
tipo II ricas en enzimas antioxidantes. El colágeno, proteína estructural involucrada
en la fibrosis aumenta en los pulmones expuestos al ozono de tal manera que ha
sido correlacionada con incrementos del espesor del tejido entre el aire y la
sangre. Algunos estudios encontraron que el aumento de colágeno persiste
después de que cesa la exposición.
5.1.2 Efectos morfológicos del ozono troposférico. Los estudios en animales
indican que la respuesta morfológica a la exposición agua a ozono consiste en la
aparición de lesiones celulares a lo largo de todas las vías respiratorias, con
resultado de muerte celular y sustitución de la células afectadas, las lesiones más
profundas se observan en la zona donde se alcanzan las dosis más elevadas.
48
En los pulmones se afectan las células epiteliales; las células ciliadas de los
conductos aéreos y las células tipo I de la región de intercambio gaseoso, en la
cavidad nasal también resultan afectadas las células ciliadas.
La región de intercambio gaseoso presenta cambios, debido a que recibe grandes
dosis de ozono troposférico; las células ciliadas pueden ser reemplazadas por no
ciliadas, las células que segregan mucosidad resultan afectadas pero en menor
medida debido a que son menos sensibles a la acción del contaminante y las
células tipo I pueden ser reemplazadas por las tipo II que son más gruesas y
producen más lípidos. También ocurre inflamación del tejido y aumenta aún más
el grosor cuando el colágeno y otros elementos se acumulan.
La progresión de los efectos durante y después de una exposición crónica es
compleja. Se ha detectado cambios en el nivel de inflamación del pulmón. La
inflamación se incrementa en los primeros días, pero después disminuye hasta
cierto grado y se mantiene por el resto de la exposición, al cesar la exposición la
inflamación desaparece, al igual la hiperplasia epitelial crece en los primeros días
y se eleva lentamente o se mantiene, cuando la exposición termina el epitelio
empieza a retornar a su estado normal. En cambio la fibrosis en el tejido entre el
aire y la sangre aumenta lentamente en meses de exposición y después de que
esta cesa los cambios persisten o se incrementan.
5.1.3 Inflamación y cambios de permeabilidad en el tracto respiratorio.
Elevadas concentraciones de ozono perturban la función del pulmón como
barrera, lo cual produce mayor intercambio de compuestos entre los espacios
aéreos y la sangre. La entrada de proteínas de la sangre y las células, incluyendo
glóbulos blancos (especialmente polimorfonucleares) hacia los espacios aéreos y
el tejido pulmonar marca el inicio de los procesos inflamatorios.
49
A la vez, los polimorfonucleares liberan en forma biológica mediadores activos
capaces de dañar otras células en el pulmón y afectar las funciones de defensa
contra las infecciones. En el tejido pulmonar esta inflamación aumenta el espesor
de la barrera entre el aire y la sangre, disminuyendo la difusión del oxígeno en la
sangre.
Los mecanismos de defensa alterados en el tracto respiratorio incluyen la limpieza
mucociliar y de los alveolos en los bronquios y la actividad funcional y bioquímica
de los macrófagos alveolares. La limpieza mucociliar que remueve partículas y
residuos celulares de las vías respiratorias es más lenta debió a que las células
epiteliales ciliadas que mueven la cubierta mucosa resultan alteradas o destruidas
por las exposiciones agudas o crónicas, la limpieza de los alveolos en los
bronquios es más lenta y se centra en el funcionamiento de los macrófagos
alveolares. Ellos secuestran y destruyen microbios y participan en la respuesta
inmunológica.
Estos efectos podrían prolongar la retención de sustancias indeseables y disminuir
la habilidad del de los mecanismos de defensa del pulmón para destruir bacterias
después de exposiciones agudas.
5.1.4 Efectos en la función pulmonar. Estudios en seres humanos han
demostrado que le ozono induce cambios en la función pulmonar como la
disminución de la capacidad de expulsión del aire, la obstrucción de las vías
aéreas y el incremento de la liberación de mediadores químicos como la
histamina, por estímulos no específicos. Estos efectos generan síntomas
respiratorios como tos, falta de aire, y dolor en inspiraciones profundas.
Existen diversos factores que pueden modificar la susceptibilidad a la exposición
al ozono. Las personas que están en mayor riesgo ante los efectos del ozono son,
cualquier individuo bajo esfuerzo físico de moderado a alto, y los individuos con
50
enfermedades respiratorias (asmáticos y alérgicos). Los niños son los más
propensos a sufrir alteraciones debido a que su sistema inmunológico es
inmaduro, su sistema respiratorio esta en desarrollo y respiran más aire por unidad
de peso que los adultos. Además los niños juegan y realizan ejercicio al aire libre
durante más tiempo, especialmente en verano. 51,52
El ejercicio físico provoca un aumento de la dosis recibida, por lo que se cree que
el sector de la población potencialmente más expuesto al ozono está constituido
por personas que realizan actividades físicas al aire libre durante todo el año. Los
efectos del ozono son de tipo morfológico, funcional inmunológico y bioquímico.
Incluso adultos saludables que realizan ejercicio moderado pueden experimentar
una reducción de 15 a 20% de su capacidad pulmonar, de igual manera
exposiciones repetidas a ozono troposférico pueden provocar daños a los tejidos
pulmonares, el ozono puede agravar el asma al disminuir la capacidad de la
función pulmonar, aumento de síntomas respiratorios e inflamación pulmonar; 53 lo
cual obliga a incrementar el uso de medicamentos, tratamientos médicos y visitas
a los servicios de urgencias, en Estados Unidos el 40% de los casos de asma se
presentan en niños, esta clase de enfermos son más susceptibles a irritación y
obstrucción de las vías respiratorias, sin embargo la recuperación de la función
pulmonar y la desaparición de los síntomas se completa, por lo regular 24 horas
después de una exposición de corto tiempo ( 1a 3 horas). Estudios de seguimiento
cronológico de una población muestran una asociación positiva entre la mortalidad
diaria y los niveles de ozono, independientemente de los efectos del material
particulado.
51
DIXON, JK. Kids need clean air: air pollution and children's health. En: Fam Community Health.
2002. vol. 24, p. 9-26
52
PINKERTON, KE and JOAD, JP. The mammalian respiratory system and critical windows of
exposure for children's health. En: Environ Health Perspect. 2000. vol. 108, p. 457-62.
53
HAZUCHA, MJ. Relationship between ozone exposure and pulmonary function changes. En: J
Appl Physiol. 1987. vol. 62, p. 1671-80.
51
Las estimaciones de riesgo en la mortalidad relacionadas con el ozono son más
altas en las estaciones o temporadas cálidas. La temperatura juega un papel
importante en la magnitud de los coeficientes. 54,55 Un meta-análisis de 95 estudios
de las comunidades urbanas EE.UU. mostró que un incremento de 10 ppb de
ozono troposférico se asoció con un aumento de 0,52% en la mortalidad total y un
0,64% de aumento en la mortalidad cardiovascular y respiratoria 56.
Un meta análisis realizado en México que reunió la evidencia de las principales
publicaciones internacionales y mexicanas publicadas hasta junio del año 2000
expresando los resultados como porcentaje de incremento por 10 unidades de
concentración para el ozono en ppb se encontró un efecto agudo en la mortalidad
asociada con este contaminante para causas
cardiovasculares de 0,73% y
respiratorias de 0.01%, en cuanto a hospitalizaciones por causas respiratorias un
3,76% de los casos se asociaron, en mayores de 65 años de 2,83%, por asma
1.47% y por neumonía 5.2%, en asociación a visitas a salas de urgencias por
causas respiratorias en 3,17%, asma 3.5%; en los efectos producidos en
población asmática se asoció a ataques de asma en el 2,45%, en cuanto a
síntomas respiratorios producidos en niños se asoció en un 0.66%, a los síntomas
respiratorios de vías altas y bajas en población general se asoció en 1,50% y
2,20% respectivamente. 57
No hay evidencia clara de un umbral para el ozono troposférico. Una serie de
estudios de seguimiento en el tiempo han demostrado presencia de efectos
respiratorios a concentraciones de ozono troposférico de 75 ppm (promedio en 1
54
GRYPARIS, A, et al. Acute effects of ozone on mortality from the "air pollution and health: a
European approach project. En: Am J Respir Crit Care Med. 2004. vol. 170, p. 1080-7.
55
ITO, K; DE LEON., SF and LIPPMANN, M. Associations between ozone and daily mortality:
analysis and meta-analysis. En: Epidemiology. 2005. vol. 16, p. 446-57.
56
BELL, ML, et al. Ozone and short-term mortality in 95 US urban communities, 1987-2000. . En:
JAMA. 2004. vol. 292, p. 2372-8.
57
ROSALES-CASTILLO, JA, et al. Los efectos agudos de la contaminación del aire en la salud de
la población: evidencias de estudios epidemiológicos. En: Salud Pública Mex. 2001. vol. 43, p.
544-55.
52
h). 58 Una de las conclusiones clave de algunos estudios fue la existencia de una
respuesta adaptativa al ozono troposférico, donde se observó que al estar el
individuo expuesto continuamente al contaminante induce poco o ningún cambio
en la función pulmonar. 59,60
5.2 OZONO TROPOSFÉRICO Y DAÑO CARDIOVASCULAR.
Los resultados de algunos estudios sugieren que además de su capacidad
oxidante para causar inflamación pulmonar, la exposición al ozono troposférico
puede incrementar el trabajo del miocardio y alterar el intercambio de gases en los
pulmones hasta un grado que podría ser clínicamente importante en personas con
daño cardiovascular persistente, con o sin enfermedad pulmonar concomitante,
dado que la mezcla que representa la contaminación atmosférica urbana es
compleja, con fuentes comunes y alta correlación entre contaminantes, es difícil
atribuir los efectos a un único contaminante, aunque el conocimiento sobre los
mecanismos biológicos de esta asociación sigue siendo limitado.
Se ha encontrado que éste disminuye de manera significativa la variabilidad de la
frecuencia cardiaca en pacientes de edad avanzada y que además existe una
interacción entre partículas y ozono. Para la enfermedad cardiovascular, el
incremento en los niveles de ozono troposférico se asoció con un 1,11% (IC 95%
0,68-1,53) de aumentó durante todo el año y un aumento de 2,45% (IC 95% 0.88 a
4.1) en la estación cálida. 61
58
BELL, ML; DOMINICI., F and SAMET, JM. A meta-analysis of time-series studies of ozone and
mortality with comparison to the national morbidity, mortality, and air pollution study. En:
Epidemiology. 2005. vol. 16, p. 436-45.
59
HORVATH, SM; GLINER., JA and FOLINSBEE, LJ. Adaptation to ozone: duration of effect. En:
Am Rev Respir Dis. 1981. vol. 123, p. 496-9.
60
BEDI, JF; HORVATH., SM and DRECHSLER-PARKS, DM. Adaptation by older individuals
repeatedly exposed to 0.45 parts per million ozone for two hours. En: JAPCA. 1989. vol. 39, p. 1949.
61
GOLD, DR, et al. Ambient pollution and heart rate variability. En: Circulation. 2000. vol. 101, p.
1267-73.
53
6. DISEÑO METODOLÓGICO
6.1 TIPO DE ESTUDIO
Análisis secundario de datos de un estudio observacional analítico tipo cohorte
prospectiva.
6.2 POBLACIÓN
La población de la cohorte estuvo compuesta por los niños menores de 7 años a
los cuales se les realizo seguimiento de síntomas respiratorios de la zona centro
de Bucaramanga que comprendió los barrios Ricaute, San Miguel, Concordia. La
muestra fue seleccionada de forma no probabilística, partiendo desde el sitio de
monitorización ambiental hacia la periferia e incluyendo menores de siete años
con residencia mayor de seis meses en el sector, que comprendían población de
los tres regímenes y que aceptaron participar en el estudio durante el periodo de
julio de 2.007 a junio de 2.008.
6.3 TAMAÑO DE LA MUESTRA
En el estudio original se determinó un tamaño de muestra de 319 niños y niñas
menores de 7 años con un poder de confianza del 80%, teniendo en cuenta un
error tipo 1 del 5%, razón de expuesto y no expuestos de 1:1, prevalencia del
factor de 18% en expuestos y 10% en no expuestos y un riesgo relativo esperado
de 1.8 (odds ratio–OR: 1.93). Se tuvo en cuenta un 20% de pérdidas en el
seguimiento para un estudio posterior de cohorte, por lo cual se determinó una
muestra total de 384 niños en la zona de estudio.
54
6.4 SELECCIÓN DE ZONAS DE ESTUDIO
La selección de las zonas de monitorización ambiental se realizó entre mayo de
2.006 y mayo de 2.007 se determinó con equipos de monitorización las zonas con
mayor registro de contaminación que fue la zona centro.
6.5 RECOLECCIÓN Y MANEJO DE LA INFORMACIÓN
Al inicio del estudio se midió la prevalencia de síntomas respiratorios compatibles
con asma por medio del cuestionario ISAAC 15 en su versión validada al español ,
entre julio de 2007 y junio de 2008, se realizó el registro de la aparición de
síntomas respiratorios (tos seca, tos con flemas, asfixia, sibilancias, uso de
dispositivos de inhalación, estornudo y necesidad de consulta médica por estos
síntomas) por medio de un calendario diario de síntomas, diligenciado por los
padres o cuidadores, que fueron entrenados para tal fin. Los contaminantes
atmosféricos se midieron con las estación de monitoreo automática ubicada en la
calle 34 con carrera 15 en el centro, diagonal 15 con calle 50 y en el Barrio
Ricaurte.
6.5.1 Criterios de Inclusión.
•
Niños menores de 7 años.
•
Residencia en la zona de estudio mayor a 6 meses
6.5.2 Criterios de Exclusión.
•
Se excluyeron niños con enfermedades cardiacas o respiratorias crónicas o
con alteración neurológica crónica (parálisis cerebral, trastorno de la deglución,
etc.
55
6.6 PLAN DE RECOLECCIÓN
En el estudio original la recolección de los calendarios se realizó de forma
mensual y la verificación del registro diario se realizó de forma telefónica.
La información de los niveles de los contaminantes en la atmosfera eran
monitoreados por la estación automática durante las 24 horas del día, los
funcionarios de la CDMB tenían acceso a los resultados por asistencia remota
donde verificaban la validez de los datos adquiridos por la red química.
6.7 PLAN DE ANÁLISIS
6.7.1 Variables cuantitativas. Se tomaron medidas de tendencia central y
variabilidad.
6.7.2 Variables cualitativas. Se tomaron medidas de frecuencia y proporciones
con un intervalo de confianza del 95 %. Para los análisis se utilizó el programa
Stata 10.0 (Stata Corp., College Station, E.U).La información se presentó en tablas
y figuras de acuerdo con la distribución de datos.
Cuadro 2 Descripción de variables
NOMBRE
DEFINICIÓN CONCEPTUAL
Edad
Lapso de tiempo transcurrido desde el
nacimiento hasta el instante o periodo
que se estima de la existencia de una
persona.
Diferencia física y de conducta que
distingue a los organismos individuales,
según las funciones que realizan en los
procesos de reproducción.
Sexo
56
DEFINICIÓN
OPERATIVA
TIPO DE
ESCALA
DE
MEDICIÓN
meses
Cuantitativa
Continua
Masculino
Cualitativa
Femenino
Nominal
NOMBRE
DEFINICIÓN CONCEPTUAL
Tiempo de
residencia en el
sector
Asistencia a
guardería
Periodo durante el cual ha
habitando el lugar de residencia.
Estrato
socioeconómico
Concepto que hace referencia a la
distribución de individuos o grupos en
estratos superiores e inferiores, que
forman una jerarquía de prestigio, dinero
y poder, valor adquisitivo, ingreso diario.
Régimen de
aseguramiento
Tos seca
Síntomas
Tos con flemas
Asfixia
Sibilancia
Uso de
inhalador
Lagrimeo
DEFINICIÓN
OPERATIVA
TIPO DE
ESCALA
DE
MEDICIÓN
estado
meses
Cuantitativa
Continua
Determina si el niño acude o no a una
institución educativa diariamente
Si/No
Cualitativa
Nominal
Medido entre
Cualitativa
1–6
ordinal
Tipo de aseguramiento en salud al cual
se encuentra afiliado un individuo según
los recursos económicos que devenga.
Contributivo
Cualitativa
Subsidiado
Nominal
Contracción espasmódica repentina y a
veces repetitiva de la cavidad torácica sin
moco que da como resultado una
liberación
violenta
del
aire
de
los pulmones, lo que produce un sonido
característico.
Si / No
Cualitativa
Contracción espasmódica repentina y a
veces repetitiva de la cavidad torácica
con moco que da como resultado una
liberación
violenta
del
aire
de
los pulmones, lo que produce un sonido
característico.
Se
produce
cuando
deja
de
afluir oxígeno a los pulmones, por una
obstrucción en la garganta o tráquea, o
por inhalación de tóxicos presentes en el
ambiente.
Si / No
sonido que hace el aire al pasar por
las vías respiratorias congestionadas; se
trata de un sonido agudo y silbante.
Si / No
Dispositivo
médico
utilizado
para
suministrar un medicamento en forma de
partículas de polvo al organismo a través
de los pulmones.
Si / No
Producido por un estímulo externo o
interno que hace que se incremente la
producción de lágrimas que salen de
forma involuntaria.
Si / No
57
Nominal
Cualitativa
Nominal
Si / No
Cualitativa
Nominal
Cualitativa
Nominal
Cualitativa
Nominal
Cualitativa
Nominal
NOMBRE
DEFINICIÓN CONCEPTUAL
Estornudo
Acto reflejo convulsivo de expulsión de
aire desde los pulmones a través de la
nariz y boca. Por lo común es provocado
por partículas extrañas que provocan la
irritación de la mucosa nasal.
Es la atención brindada por un
profesional médico a un paciente
ambulatorio en un consultorio externo o
en una unidad de emergencia para
pacientes externos.
Las infecciones respiratorias agudas
(IRA) son padecimientos infecciosos de
las vías respiratorias con evolución
menor a 15 días y en ocasiones se
complican con neumonía.
Sumatoria
de
signos
descritos
anteriormente (no incluye consulta
médica, ni IRA).
Consulta
médica
IRA
Síntomas
totales
Contaminantes
atmosféricos
Temperatura
ambiente
Radiación solar
Precipitación
Presión
barométrica
Tóxicos presentes en el aire que causan
los síntomas respiratorios.
DEFINICIÓN
OPERATIVA
TIPO DE
ESCALA
DE
MEDICIÓN
Si / No
Cualitativa
Nominal
Si / No
Nominal
Si / No
Cualitativa
Nominal
Si / No
Cualitativa
Nominal
O3
ppb
Cualitativa
PM10
µg/m3
Continua
NO2
ppb
CO
ppm
Es la temperatura del aire registrada por
un termómetro meteorológico en el
momento de la lectura.
Grados Celsius (ºC)
El
conjunto
de radiaciones
electromagnéticas emitidas por el sol e
incidente sobre la superficie de la tierra
son medidas por un piranómetro, se trata
de un sensor diseñado para medir la
densidad del flujo de radiación solar
(vatios por metro cuadrado)
Vatios por metro
cuadrado (w/m².)
Fenómeno que incluye lluvia, llovizna,
nieve, agua nieve, granizo, que cae del
cielo y llega a la superficie terrestre se
mide y recoge a través del pluviómetro.
Milímetros (mm)
Es
la presión
ejercida
por
el aire atmosférico en cualquier punto de
la atmósfera terrestre, se mide por medio
del barómetro.
Milímetros de
mercurio (mmHg )
58
Cualitativa
Cuantitativa
Continua
Cuantitativa
Continua
Cuantitativa
Continua
Cuantitativa
Continua
NOMBRE
DEFINICIÓN CONCEPTUAL
Velocidad del
viento
La velocidad, se refiere a la rapidez de
los vientos se mide con el anemómetro.
DEFINICIÓN
OPERATIVA
TIPO DE
ESCALA
DE
MEDICIÓN
m/s
Cuantitativa
Continua
Dirección del
viento
Humedad
relativa
Es la procedencia de los vientos, es
decir, la dirección desde donde soplan,
se mide con el anemómetro.
grados
La humedad relativa es la relación
porcentual entre la cantidad de vapor de
agua real que contiene el aire y la que
necesitaría contener para saturarse a
idéntica temperatura, se mide con
termohigrógrafo.
%
Cuantitativa
Continua
Cuantitativa
Continua
Fuente. La Autora.
6.8 CONSIDERACIONES ÉTICAS
El estudio respetó los principios de autonomía, confidencialidad y beneficencia de
acuerdo con las normas internacionales vigentes para investigación en seres
humanos. El protocolo de investigación fue aprobado por el comité de ética de la
Facultad de Salud de la Universidad Industrial de Santander.
59
7. RESULTADOS
Para este estudio se realizó seguimiento a 384 niños que habitaban en los barrios
de la zona centro Ricaute (n=105), San Miguel (n=146), Concordia (n=133) de
Bucaramanga durante los meses de Julio de 2.007 a Junio de 2.008, con edades
entre 0-7 años.
Cuadro 3 Distribución en porcentaje de características sociodemográficas de la
población de los niños menores de 7 años a los cuales se les hizo seguimiento en
la zona Centro de Bucaramanga, 2.007-2.008.
VARIABLE
Sexo
Femenino
Masculino
Edad promedio (meses)
Tiempo de residencia en el
sector (meses)
6-12
13-18
19-24
>24
Asistencia a guardería
Si
No
Sin dato
Régimen de seguridad social
en salud
Contributivo
Subsidiado
Vinculado
No sabe
Fuente. La Autora.
NÚMERO (N)
PORCENTAJE (%)
170
214
43,3
44,3
55,7
42,3
86
18
5
275
22,4
4,7
1,3
71,6
203
178
3
52,9
46,4
0,8
278
68
37
1
72,4
17,7
9,6
0,3
En esta tabla observamos que la edad promedio de los niños fue de 43,3 meses,
el 55,7% de los niños fueron hombres y el 44,3% mujeres, de estos 71,6% llevaba
más de 24 meses viviendo en el sector, el 52,9% de ellos asistía a la guardería y
el 72,4% estaba afiliado al régimen contributivo de seguridad social en salud.
60
Cuadro 4 Promedios de los valores obtenidos para los monitores de los
contaminantes ambientales, Bucaramanga 2.007- 2.008.
VARIABLE
MEDIA
DESVIACIÓN
RANGOS
ESTÁNDAR
Mínimo
Máximo
Dióxido de nitrógeno, NO2 (ppb)
16,1
4,9
4,9
27,6
Dióxido de azufre, SO2 (ppb)
6,5
2
1,6
10,8
1
0,3
0,2
1,9
Material particulado, pm10 (µg/m )
63,8
14,2
26,3
137,4
Ozono troposférico, O3 (ppb)
16,4
5,3
0
32,8
Monóxido de carbono, CO (ppm)
3
Fuente. La Autora.
Del monitoreo realizado durante los doce meses se obtuvieron los siguientes
promedios:
•
Para ozono troposférico de 16,4 ppm, este alcanzo un valor máximo de 32,8
ppm.
•
Para el contaminante material particulado se obtuvo un promedio anual de
63,8 µg/m3 con un valor máximo durante el año de 137,4 µg/m3.
•
En el caso del dióxido de nitrógeno se presentó un valor promedio de 16,1 ppb
mientras que su valor máximo fue de 27,6 ppb.
•
Con respecto al dióxido de azufre y al monóxido de carbono se observó una
media del 6,5 ppb con un valor máximo de 10,8 ppb y 1 ppm con un valor máximo
de 1,9 ppm respectivamente.
61
Cuadro 5 Promedios de los valores obtenidos en los monitores de las variables
meteorológicas realizados en la zona centro, Bucaramanga 2.007-2.008.
VARIABLE
Dirección del viento
(grados)
Precipitación (mm)
Presión barométrica
(mmHg)
Radiación solar (w/m2)
Temperatura (mm)
Velocidad del viento (m/s)
Humedad relativa (%)
Fuente. La Autora.
MEDIA
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
RANGOS
Mínimo
Máximo
246,8
27,3
26,3
348,5
0,2
0,4
0
2,4
677,2
17,6
397,2
731,1
361,5
20,5
1,5
72,8
93,7
0,8
0,2
4,9
0
16,6
0,8
60,6
548,7
23,9
2,4
86,0
La radiación solar presento un promedio anual de 361,5 w/m2, mientras que la
precipitación tuvo un promedio bajo de 0,2 mm para la zona centro.
Cuadro 6 Promedio diario de los síntomas que presentaron los niños menores de
7 años, Bucaramanga 2.007-2.008.
VARIABLE
Asfixia
Sibilancia
Consulta medica
Estornudo
IRA
Lagrimeo
Tos con flemas
Tos seca
Uso de inhalador
Síntomas totales
Fuente. La Autora.
MEDIA
0,8
1,5
1,1
29,9
0,5
2,5
20,4
12,4
8,1
75,6
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
0,9
1,3
1,2
7,9
0,8
1,6
9,2
4,1
2,3
19,2
RANGOS
Mínimo
Máximo
0
5
0
6
0
7
16
48
0
6
0
8
4
41
4
23
4
14
38
125
En el Cuadro 6 se muestra que el síntoma predominante en los niños menores de
7 años fue el estornudo con una media de 29,9 eventos mientras que el de menor
frecuencia fue la asfixia con una media de 0,8 eventos.
62
Cuadro 7 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de Spearman)
para análisis de correlación del ozono troposférico y los síntomas respiratorios que
presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga 2007-2.008.
VARIABLE
Asfixia
Sibilancia
Consulta medica
Estornudo
IRA
Lagrimeo
Síntomas totales
Tos con flemas
Tos seca
Uso de inhalador
Fuente. La Autora.
CORRELACIÓN
-11,9%
-7,1%
-15,7%
-12,5%
-9,1%
-15,1%
-11,9%
-0,4%
2,5%
-4,2%
VALOR DE p
0,0410
0,2235
0,0065
0,0311
0,1162
0,0093
0,0396
0,9458
0,6732
0,4668
Dentro de las correlaciones encontradas entre síntomas y ozono troposférico este
se asoció significativamente con síntomas totales (-11,9%), asfixia (-11,9%),
lagrimeo (-15,1%), estornudo (-12,5%) y consulta médica (-15,7%) pero de forma
negativa.
Cuadro 8 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de Spearman)
para análisis de correlación del ozono troposférico y variables meteorológicas que
presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga 2007-2.008.
VARIABLE
CORRELACIÓN
VALOR DE p
7,1%
0,2228
Humedad relativa (%)
-46,2%
0,0000
Radiación solar (w/m2)
57,8%
0,0000
Temperatura (mm)
45,3%
0,0000
Velocidad del viento (m/s)
42,5%
0,0000
Precipitación (mm)
Fuente. La Autora.
Todas las variables climáticas tuvieron una correlación significativa con la
presencia de ozono troposférico, excepto precipitación (7,1%), el porcentaje de
correlación más alto fue con radiación solar (57,8%).
63
Cuadro 9 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de Spearman)
para análisis de correlación del ozono troposférico y contaminantes atmosféricos
que presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga 2007-2.008.
VARIABLE
Dióxido de nitrógeno, NO2 (ppb)
Dióxido de azufre, SO2 (ppb)
Monóxido de carbono, CO (ppm)
3
Material particulado, PM10 (µg/m )
CORRELACIÓN
VALOR DE p
16,0
0,0061
12,7%
0,0294
-22,5%
0,0001
20,4%
0,0004
Fuente. La Autora.
Las correlaciones del ozono troposférico y los contaminantes atmosféricos son
todas significativas y positivas excepto con el monóxido de carbono.
Cuadro 10 Estadísticas no paramétricas (coeficiente de correlación de Spearman)
para analizar la correlación de contaminantes atmosféricos y síntomas
respiratorios que presentaron los niños menores de 7 años, Bucaramanga 20072.008.
VARIABLE
Dióxido de nitrógeno
(NO2)
SÍNTOMA
Sibilancia
CORRELACIÓN
16,8%
VALOR DE p
0,0000
Uso de inhalador
13%
0,0000
Dióxido de azufre
(SO2)
Sibilancia
9,7%
0,0000
Monóxido de
carbono (CO)
Estornudo
6,2%
0,0000
Lagrimeo
4,3%
0,0003
Fuente. La Autora.
En esta tabla se observa una correlación significativa entre el dióxido de nitrógeno
y los síntomas sibilancia (16,8%) y uso de inhalador (13%), en el caso del dióxido
de azufre se estableció correlación significativa solo con la presencia de sibilancia
(9,6%), en cuanto al monóxido de carbono las correlaciones significativas fueron
con los síntomas estornudo (6,2%) y lagrimeo (4,3%).
64
8. DISCUSIÓN
En el presente estudio el cual conto con una muestra de 384 niños los cuales
eran residentes de la zona con mayores niveles de contaminación en
Bucaramanga, se encontraron asociaciones estadísticamente significativas pero
negativas entre síntomas respiratorios presentes en los menores y los niveles de
ozono
troposférico
monitoreados
en
la
zona
centro
de
Bucaramanga.
Adicionalmente se analizó la existencia de asociaciones entre otros contaminantes
atmosféricos monitoreados con síntomas respiratorios, la relación entre la
formación de ozono troposférico con la presencia de otros contaminantes y la
influencia de las variables meteorológicas en este proceso, en todos los casos se
encontró asociaciones significativas desde el punto de vista estadístico.
El promedio anual de datos obtenidos en este estudio para los monitoreos de
contaminantes ambientales (O3 16,4 ppb en 12 horas, NO2 16,1 ppb; SO2 6,5 ppb;
CO 1 ppb; PM10 63,8 µg/m3) está dentro de los valores establecidos por la
resolución 601 de 2006
62
la cual establece los parámetros para la calidad del aire
a nivel de inmisión para todo el territorio nacional, a diferencia de lo que se ha
encontrado en diversos estudios 63,64 donde los valores de los contaminantes
criterios superan los valores de referencia y se encuentran asociaciones
estadísticamente significativas con los síntomas respiratorios.
Los datos recolectados de ozono troposférico y síntomas respiratorios mostraron
asociaciones estadísticamente significativas negativas entre este contaminante y
lagrimeo -15,1% (IC95%), consulta médica -15,7% (IC95%), estornudo -12,5%
62
COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL.
Resolución 601 del 4 de abril de 2006, por la cual se establece la Norma de Calidad del Aire o
Nivel de Inmisión, para todo el territorio nacional en condiciones de referencia. Bogotá, D.C.,2006.
63
ROMAIN, N and MOORE, K. Ambient Ozone Concentrations Cause Increased Hospitalizations
for Asthma in Children: An 18-Year Study in Southern California. En: Environ Health Perspect.
2008. vol. 116, p. 1063–1070.
64
LIN, S, et al. Chronic exposure to ambient ozone and asthma hospital admissions among
children. En: Environ Health Perspect. 2008. vol. 116, p. 1725-30.
65
(IC95%), asfixia -11,9% (IC95%)
y síntomas totales -11,9% (IC95%) estos
resultados indican que las variables se comportan de manera independiente es
decir el aumento o la disminución de los síntomas no depende directamente de los
niveles de ozono troposférico en el ambiente si no también están influenciados por
otros factores.
En la literatura son pocos los estudios de la influencia del ozono troposféricos con
síntomas respiratorios en población sana; en el suroeste de Virginia se realizo un
estudio de seguimiento a 691 niños recién nacidos durante 166 días los cuales
estuvieron expuestos a concentraciones de ozono troposférico por debajo de la
norma de la EPA EE.UU con una media de 8 horas máxima de 54,5 ppb de este
contaminante y establecieron que el 10,9% de los niños presento sibilancias y tos
en el 35,9% de ellos, el 10,2% de los hijos de madres que no padecían de asma
presentaron sibilancias y 34,4% sufrieron tos,18% de los hijos de madres con
diagnostico de asma presentaron sibilancia y 50,8% tos. 65
Difiere de las
asociaciones encontradas en este estudio para la relación del contaminante ozono
con síntomas respiratorios pues estas estuvieron dadas por lagrimeo, seguido de
estornudo y asfixia. En este estudio el valor promedio de ozono troposférico a
pesar de estar dentro de la norma estadounidense superan de manera importante
el valor promedio obtenido en nuestro análisis, lo que muestra que para obtener
una asociación directa de este contaminante con la presencia de síntomas
respiratorios en población sana los niveles atmosféricos deben ser más altos de
los niveles promedio observados en la zona de estudio.
En este análisis en general el estornudo fue el síntoma respiratorio predominante
(29,9 eventos) en los menores seguido de tos con flemas (20,4 eventos) y la tos
seca (12,4 eventos) quienes presentaron un menor promedio anual.
65
ELIZABETH, W Et al. Low-Level Ozone Exposure and Respiratory Symptoms in Infants. En: Rev
Environ Health Perspect. 2006. vol. 114, p. 911–916.
66
Los estudios sobre la relación de este contaminante y los síntomas respiratorios
se han realizado principalmente en población con alguna patología, es el caso de
Hernandez y cols quienes observaron exacerbación de síntomas respiratorios en
niños con diagnostico de infección respiratoria aguda y asma cuando los niveles
de ozono troposférico se incrementaron en 20 ppm por encima de los valores
establecidos para la ciudad de México; al igual en un metanalisis de las principales
publicaciones en México sobre este tema realizado con artículos publicados hasta
Junio del 2.000 donde se registro incrementos de síntomas respiratorios en un
7,72% en población enferma cuando los niveles de ozono troposférico aumentaron
en 10 ppb por encima de la norma. 66
En un estudio realizado en Nueva Inglaterra Janneame F y cols, realizaron un
seguimiento de síntomas respiratorios a 271 niños menores de 12 años con
diagnostico de asma activa encontraron que las exposiciones a concentraciones
de ozono troposférico por encima de la norma se asocio significativamente a la
presencia de síntomas respiratorios pero no encontraron asociación significativa
dependiente del tiempo de la exposición.
Otros resultados de estudios epidemiológicos realizados en Canadá durante 19841.992 donde los niveles promedio en 1 h para ozono troposférico fueron de 41,6
ppb 67 y en la ciudad de los Ángeles durante el 2.000 en niños con edades de 10 a
15 años con valores promedio en 8 horas de 17,1 ppb 68 donde se buscaba
establecer si existía asociación entre este contaminante y los síntomas en los
niños con asma encontraron que existía correlación significativa entre estas dos
variables, por otra parte en un estudio realizado en niños menores de 2 años con
66
GENT, JF; TICHE., EW and HOLFORD, TR. Association of low-level ozone and fine particles
with respiratory symptoms in children with asthma. En: Rev JAMA. 2003. vol. 290, p. 1859– 1867.
67
DELFINO, RJ, et al. Asthma symptoms in Hispanic children and daily ambient exposures to toxic
and criteria air pollutants. En: Rev Environ Health Perspect. 2003. vol. 111, p 647-56.
68
BURNETT RT; SMITH-DOIRON., M and STIEB, D. Association between ozone and
hospitalization for acute respiratory diseases in children less than 2 years of age. En: Am J
Epidemiol. 2001. vol. 153, p. 444–452.
67
enfermedad respiratoria aguda que ingresaron al servicio de hospitalización en la
ciudad de Toronto durante 1980 a 1.994 donde registraron promedios de ozono
troposférico de 45 ppb en 1 hora, se correlaciono el ingreso con este
contaminante. 69
En los diversos estudios revisados se observa la incidencia del ozono troposférico
tanto en niveles altos o bajos de inmisión y los síntomas respiratorios presentes en
la población infantil con alguna patología respiratoria, ratificando a esta población
como la más predispuesta a padecer exacerbación de síntomas respiratorios por
este contaminante atmosférico, a diferencia de lo obtenido en este estudio donde
los síntomas presentados en la población sana no están relacionados de forma
directa con la presencia del ozono troposférico.
En relación a las variables meteorológicas, los datos obtenidos de temperatura
(20,5 0C), velocidad del viento (1,5 m/s), y radiación solar (361,5 w/m2) son
factores climatológicos que influyen directamente en la mezcla de contaminantes
y afecta tanto las emisiones de precursores de ozono troposférico como la
producción de este, 70 la formación del ozono troposférico depende directamente
de la luz solar por esto sus niveles más altos se presentan durante el día. 71
Cuando hay una escasa mezcla de contaminantes puede llevar a concentraciones
peligrosas de estos contaminantes ya que sus niveles disminuyen al dispersarse
en la atmosfera.
En este análisis se presento correlación significativa y positiva entre el ozono
troposférico y las variables meteorológicas radiación solar 57,8%(IC95%),
69
KRISTIE, L and MCGREGOR, EG. Climate Change, Tropospheric Ozone and Particulate Matter,
and Health Impacts. En: Rev Environ Health Perspect. 2008. vol. 116, p. 1449–1455.
70
SILVA COTRINA, J y MONTOYA CABRERA, Z. Análisis del comportamiento del ozono
troposférico y su relación con la radiación solar en las ciudades de Lima, Ica y arequipa, Servicio
Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú – SENAMHI. 2004, p 1-6.
71
ISHIZUKA, Y, et al. Measurement of Secondary Products During Oxidation Reactions of
Terpenes and Ozone Based on the PTR-MS Analysis: Effects of Coexistent Carbonyl Compounds.
En: Rev Environ Res Public Health. 2010. vol. 7, p. 3853–3870.
68
temperatura 45,3% (IC95%), velocidad del viento 42,5% (IC95%), estas variables
son determinantes en el transporte, dispersión y formación de este contaminante
secundario.
También se encontró
correlación del ozono troposférico con los demás
contaminantes atmosféricos monitoreados (NO2,SO2, CO, PM10), se presento
asociación significativa y positiva con el NO2 que es el principal precursor de su
formación, pero una correlación más alta se observo con el material particulado
menor de 10 µm (PM10 ) puede ser porque los compuesto orgánicos volátiles
(COV) son precursores de la formación de este contaminante, estos compuestos
son producidos entre otros por la industria y el parque automotor; dentro de su
estructura química contienen carbono y algunos pueden polimerizarse, aparte
estos vapores de compuestos orgánicos condensados están clasificados como
material particulado, debido a que estos permanecen en el aire por minutos u
horas después de su emisión al hacer interacción con la radiación solar producen
ozono troposférico. 72
Al realizar el análisis entre los otros contaminantes atmosféricos monitoreados y
los síntomas respiratorios se encontró asociación significativa entre el dióxido de
nitrógeno y sibilancia 16,8% (IC 95%), uso de inhalador 13% (IC 95%), entre
dióxido de azufre y sibilancia 9,7% (IC 95%), monóxido de carbono y estornudo
6,2% (IC 95%), lagrimeo 4,3% (IC 95%).
Linares y cols, realizaron un estudio en Salamanca México con una cohorte de
464 niños de 6 a 14 años de edad buscando determinar el impacto de los
contaminantes en su salud, donde encontraron asociación entre el síntoma
respiratorio sibilancia con el dióxido de azufre OR 1,0213; al igual que con el
dióxido de nitrógeno OR 0,8432.
72
LINARES, B et al. Impact of air pollution on pulmonary function and respiratory symptoms in
children. Longitudinal repeated-measures study. En: Rev BMC Pulm Med. 2010. vol. 10, p. 62.
69
Se consideran como limitaciones las siguientes:
1. No se tuvieron en cuenta los niños que presentaban algún tipo de patología
respiratoria, lo cual no permitió determinar la correlación del ozono troposférico y
los síntomas respiratorios en estos pacientes.
2. Un potencial sesgo de información fueron tanto las mediciones de
contaminantes atmosféricos como de variables meteorológicas debido a fallas en
los equipos de monitoreo se dejaron de registrar datos en varias horas y días del
año.
3. El cambio de la ruta de buses por la implementación del sistema de transporte
masivo pudo generar un sesgo de información debido a la disminución de los
niveles de contaminantes atmosféricos por el bajo flujo vehicular cerca de la
estación de monitoreo.
Dentro de las fortalezas del estudio se pueden mencionar:
1. En nuestro medio se han realizado pocos estudios que busquen la relación
entre los síntomas respiratorios y los contaminantes atmosféricos. 73,74 Estos
estudios son importantes debido al incremento de los niveles atmosféricos de
contaminantes en la ciudad y al impacto que pueden generar en la salud de la
población.
2. Muestra el grado de vulnerabilidad de la población sana ante la presencia de
estos contaminantes.
73
BERENA, Herrera Astrid. Contaminación biológica intradomiciliaria y su relación con síntomas
respiratorios compatibles con asma bronquial, (CIAS). Trabajo de grado Máster en epidemiología.
Bucaramanga.: Universidad Industrial de Santander. Escuela de Medicina, 2010, p 85-139.
74
RODRÍGUEZ, L, et al. Prevalencia de síntomas respiratorios indicativos de asma y asociación
con contaminación atmosférica en preescolares de Bucaramanga, Colombia. En: Biomédica. 2010.
vol. 30, p. 15-22.
70
3. Establece la relación entre el ozono troposférico, contaminantes criterio y
variables meteorológicas.
4. Contribuye en la generación de nuevas preguntas de investigación que
busquen dilucidar los problemas generados por los diversos contaminantes
atmosféricos en la salud humana.
71
9. CONCLUSIONES
Esta investigación muestra la influencia de la contaminación atmosférica en la
incidencia de síntomas respiratorios aunque los niveles de los contaminantes no
superaron los valores de referencia establecidos existe una relación indirecta entre
la presencia de ozono troposférico y los síntomas respiratorios; lo que permite
ubicarlo como un factor predisponente en la aparición de estos síntomas en la
población infantil menor de 7 años.
La aparición de síntomas respiratorios en población de niños sana está
influenciado por diversos factores, no solo por exposición a contaminantes
ambientales, si no por predisposición inmunológica, antecedentes familiares de
enfermedades
respiratorias,
contaminación
intradomiciliaria
y
niveles
de
contaminantes presentes en el aire.
El síntoma que se presentó con mayor frecuencia en la población infantil fue el
estornudo, el lagrimeo fue el síntoma que mostro la mayor asociación al ozono
troposférico.
72
10. RECOMENDACIONES
Es recomendable para estudios posteriores tener en cuenta dentro de la muestra a
la población infantil que presenta alguna patología respiratoria.
Se evalué la influencia de los demás contaminantes criterio en la presencia de
síntomas respiratorios.
Se implemente estas investigaciones en los sitios con niveles de contaminación
atmosférica que superen los valores establecidos por la norma.
Se evalué la presencia de otras patologías y diversos tipos de población que
puedan estar influenciadas por la presencia de estos contaminantes.
73
11. BIBLIOGRAFIA
AEKPLAKORN, W, et al. Acute effect of sulphur dioxide from a power plant on
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85
ANEXOS
86
ANEXO 1 NORMAS LOCALES DE CALIDAD DEL AIRE CALCULADAS SEGÚN
RESOLUCIÓN 601 DE 2006 PARA LA CIUDAD DE BUCARAMANGA.
Fuente. Informe anual de la calidad del aire Bucaramanga, CDMB 2.007
87
ANEXO 2 ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE DEL ÁREA METROPOLITANA DE
BUCARAMANGA (IBUCA) ES UN INDICADOR QUE PERMITE ESTABLECER
CÓMO SE ENCUENTRA LA CALIDAD DEL AIRE EN LA CIUDAD CON
RESPECTO A LOS LÍMITES LOCALES RELACIONANDO LAS
IMPLICACIONES QUE PUEDE TENER EN LA SALUD HUMANA.
Fuente. Informe anual de la calidad del aire Bucaramanga, CDMB 2.007
88
ANEXO 3 ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE IBUCA EN LA ZONA CENTRO DE
BUCARAMANGA, 2.007.
Fuente. Informe anual de la calidad del aire Bucaramanga, CDMB 2.007
.
89
ANEXO 4 ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE IBUCA EN LA ZONA CENTRO DE
BUCARAMANGA, 2.008.
Fuente. Informe anual de la calidad del aire Bucaramanga, CDMB 2.008
90
ANEXO 5 PROMEDIOS MENSUALES DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
Y VARIABLES METEOROLÓGICAS MONITOREADOS EN LA ESTACIÓN
CENTRO DE BUCARAMANGA, 2.007.
Fuente. Informe anual de la calidad del aire Bucaramanga, CDMB 2.007
91
ANEXO 6 PROMEDIOS MENSUALES DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
Y VARIABLES METEOROLÓGICAS MONITOREADOS EN LA ESTACIÓN
CENTRO DE BUCARAMANGA, 2.008.
Fuente. Informe anual de la calidad del aire Bucaramanga, CDMB 2.008
92